Ondanks de kracht van de JWST is dit verre, oude sterrenstelsel alleen zichtbaar door de zwaartekrachtlens van een enorme cluster van voorgrondstelsels. Door de lensing verschijnt de Firefly Sparkle als een boog. Twee andere sterrenstelsels bevinden zich ook in de buurt, genaamd Firefly BF (Best Friend) en Firefly NBF (New Best Friend.)

‘De Firefly Sparkle vertoont de kenmerken die je verwacht van een toekomstig sterrenstelsel van het Melkwegtype dat tijdens zijn vroegste en meest gasrijke vormingsstadium is vastgelegd’, schrijven de auteurs. De massa van het jonge sterrenstelsel is geconcentreerd in 10 clusters, die variëren van ongeveer 200.000 zonsmassa's tot 630.000 zonsmassa's. Volgens de auteurs bevinden deze clusters zich op de grens tussen sterrenstelsels met een lage massa en bolvormige sterrenhopen met een hoge massa.

Deze clusters zijn belangrijk omdat ze aanwijzingen geven over hoe het sterrenstelsel groeit. De onderzoekers waren in staat de leeftijd van de clusters en hun geschiedenis van stervorming te meten. Ze ontdekten dat ze rond dezelfde tijd een uitbarsting van stervorming ervoeren. “De leeftijden van de clusters suggereren dat ze door de zwaartekracht verbonden zijn met de geschiedenis van stervorming, waaruit een recente starburst blijkt die mogelijk is veroorzaakt door de interactie met een begeleidend sterrenstelsel met dezelfde roodverschuiving op een geprojecteerde afstand van ~2 kpc verwijderd van de Firefly Sparkle.”

Er zijn twee kandidaten voor het interagerende sterrenstelsel:Firefly Best Friend (BF) en Firefly New Best Friend (NBF). Maar NBF is ongeveer 13 kpcs verwijderd, terwijl BF ongeveer twee kpcs verwijderd is, waardoor BF de waarschijnlijke interactor is. ‘Vage helderheidskenmerken aan het lage oppervlak zijn zichtbaar op de hoeken van de boog dicht bij de buurman, wat duidt op een mogelijke interactie tussen de twee sterrenstelsels [FS en BF], die mogelijk een uitbarsting van stervorming in beide hebben veroorzaakt,’ legt hij uit. de onderzoekers.

De onderzoekers besteedden speciale aandacht aan het centrale cluster. Ze ontdekten dat de temperatuur extreem hoog is, ongeveer 40.000 Kelvin (40.000 ° C; 72.000 ° F). Het heeft ook een topzware initiële massafunctie, een signaal dat het werd gevormd in een zeer metaalarme omgeving. Deze waarnemingen en ander bewijsmateriaal tonen aan dat Firefly Sparkle zeer waarschijnlijk een voorloper is van sterrenstelsels zoals het onze. Om deze redenen "... biedt de Firefly Sparkle een ongekende casestudy van een Melkwegachtig sterrenstelsel in de vroegste stadia van zijn samenstelling in een slechts 600 miljoen jaar oud universum", schrijven de auteurs.

Gelukkig beschikken de onderzoekers achter deze resultaten over een krachtige supercomputersimulatie waarmee ze hun waarnemingen kunnen vergelijken. Het heet Illustris TNG. Het is een enorme kosmologische magnetohydrodynamische simulatie gebaseerd op een alomvattend fysiek model van het universum. Illustris TNG heeft drie runs gemaakt, genaamd TNG50, TNG 100 en TNG 300. De onderzoekers vergeleken hun resultaten met TNG 50.

Het vinden van deze oude sterrenhopen is intrigerend, maar we kunnen niet aannemen dat ze intact zullen overleven. Er zijn getijden- en verdampingskrachten aan het werk. De auteurs onderzochten de stabiliteit van de individuele sterrenhopen en hoe het ze in de loop van de tijd zal vergaan.

“Er wordt verwacht dat de meeste van deze sterrenhopen zullen overleven in het huidige universum en zullen uitdijen en vervolgens uit elkaar worden gescheurd om de stellaire schijf en de halo van de melkweg te vormen”, leggen de auteurs uit. "De enige manier waarop ze kunnen overleven is door over grote afstanden te worden uitgestoten, weg van het dichte getijdenveld van de Melkweg." Degenen die eruit worden geschopt, kunnen blijven bestaan ​​als bolvormige sterrenhopen.

Een van de voornaamste wetenschappelijke doelstellingen van het JWST is het bestuderen van de vorming en evolutie van sterrenstelsels in het vroege heelal. Door er een te vinden waarin zich nog steeds clusters vormen, bereikt de ruimtetelescoop zijn doel.

"De Firefly Sparkle vertegenwoordigt een van JWST's eerste spectrofotometrische waarnemingen van een sterrenstelsel met extreem veel lenzen dat samenkomt met hoge roodverschuivingen, met clusters die zich in het proces van vorming bevinden in plaats van in latere tijdperken te worden gezien", concluderen de auteurs.

Meer informatie: Lamiya Mowla et al, The Firefly Sparkle:de vroegste stadia van de assemblage van een melkwegstelsel in een 600 miljoen jaar oud heelal, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2402.08696

Aangeboden door Universe Today