Das James Webb Weltraumteleskop zeigt in einem neuen, riesigen Bild nie zuvor gesehene Details der Galaxiengruppe „Stephans Quintett“. Die unmittelbare Nähe dieser Gruppe ermöglicht es den Astronomen, galaktische Verschmelzungen und Wechselwirkungen aus nächster Nähe zu beobachten. Selten sehen Wissenschaftler so detailliert, wie interagierende Galaxien die Sternentstehung in der jeweils anderen auslösen und wie das Gas in diesen Galaxien gestört wird.
Stephans Quintett ist ein fantastisches „Labor“ zur Untersuchung dieser für alle Galaxien grundlegenden Prozesse. Das Bild zeigt auch Ausströmungen, die von einem supermassereichen schwarzen Loch in einer der Galaxien der Gruppe angetrieben werden, in einer Detailgenauigkeit, wie man sie noch nie gesehen hat. Enge Galaxiengruppen wie diese waren im frühen Universum möglicherweise häufiger anzutreffen, als überhitzte, einfallende Materie sehr energiereiche Schwarze Löcher angetrieben haben könnte.
Stephans Quintett, eine visuelle Gruppierung von fünf Galaxien, ist vor allem durch den Filmklassiker „Das Leben ist schön“ bekannt. Heute zeigt das James Webb Weltraumteleskop der NASA Stephans Quintett in einem neuen Licht. Dieses riesige Mosaik ist das bisher größte Bild von Webb, das etwa ein Fünftel des Monddurchmessers abdeckt. Es enthält über 150 Millionen Pixel und wurde aus fast 1.000 einzelnen Bilddateien zusammengesetzt. Die Informationen von Webb liefern neue Erkenntnisse darüber, wie galaktische Wechselwirkungen die Entwicklung der Galaxien im frühen Universum angetrieben haben könnten.
Mit seiner leistungsstarken Infrarotsicht und extrem hohen räumlichen Auflösung zeigt Webb nie zuvor gesehene Details in dieser Galaxiengruppe. Funkelnde Sternhaufen mit Millionen junger Sterne und Starburst-Regionen, in denen neue Sterne entstehen, zieren das Bild. Schwungvolle Schweife aus Gas, Staub und Sternen werden aufgrund gravitativer Wechselwirkungen aus mehreren Galaxien herausgezogen. Besonders dramatisch ist, dass Webb riesige Schockwellen einfängt, als eine der Galaxien, NGC 7318B, durch den Haufen kracht.
Die fünf Galaxien von Stephans Quintett sind auch als Hickson Compact Group 92 (HCG 92) bekannt. Obwohl sie als „Quintett“ bezeichnet werden, sind nur vier der Galaxien wirklich eng beieinander und in einen kosmischen Tanz verwickelt. Die fünfte und am weitesten links stehende Galaxie, NGC 7320, steht im Vergleich zu den anderen vier deutlich im Vordergrund. NGC 7320 befindet sich 40 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, während die anderen vier Galaxien (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B und NGC 7319) etwa 290 Millionen Lichtjahre entfernt sind. Verglichen mit weiter entfernten Galaxien, die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind, ist dies im kosmischen Maßstab immer noch eine relativ große Entfernung. Die Untersuchung solcher relativ nahe gelegenen Galaxien hilft den Wissenschaftlern, Strukturen in einem viel weiter entfernten Universum besser zu verstehen.
Diese Nähe ermöglicht es den Astronomen, die Verschmelzung und die Wechselwirkungen zwischen den Galaxien, die für die gesamte Entwicklung der Galaxien so wichtig sind, aus nächster Nähe zu beobachten. Selten können Wissenschaftler so detailliert beobachten, wie interagierende Galaxien die Sternentstehung in anderen auslösen und wie das Gas in diesen Galaxien gestört wird. Stephans Quintett ist ein fantastisches „Labor“ zur Untersuchung dieser für alle Galaxien grundlegenden Prozesse.
Enge Gruppen wie diese waren im frühen Universum möglicherweise häufiger anzutreffen, als ihr überhitztes, einfallendes Material sehr energiereiche Schwarze Löcher, so genannte Quasare, angetrieben haben könnte. Auch heute noch beherbergt die oberste Galaxie der Gruppe – NGC 7319 – einen aktiven galaktischen Kern, ein supermassives Schwarzes Loch, das 24 Millionen Mal so groß ist wie die Sonne. Es zieht aktiv Material an und strahlt eine Lichtenergie ab, die der von 40 Milliarden Sonnen entspricht.
Webb hat den aktiven galaktischen Kern mit dem Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSpec) und dem Mittelinfrarot-Instrument (MIRI) sehr detailliert untersucht. Die Integral Field Units (IFUs) dieser Instrumente – eine Kombination aus Kamera und Spektrograph – lieferten dem Webb-Team einen „Datenwürfel“ oder eine Sammlung von Bildern der spektralen Merkmale des galaktischen Kerns.
Ähnlich wie bei der medizinischen Magnetresonanztomographie (MRT) ermöglichen die IFUs den Wissenschaftlern, die Informationen in viele Bilder aufzuteilen, um sie detailliert zu untersuchen. Webb durchdrang die Staubhülle, die den Kern umgibt, um heißes Gas in der Nähe des aktiven schwarzen Lochs zu entdecken und die Geschwindigkeit heller Ausströmungen zu messen. Das Teleskop konnte diese Ausströmungen, die durch das Schwarze Loch angetrieben werden, in einem nie zuvor gesehenen Detailgrad beobachten.
In NGC 7320, der linken und nächstgelegenen Galaxie in der visuellen Gruppierung, konnte Webb einzelne Sterne und sogar den hellen Kern der Galaxie auflösen.
Als Bonus enthüllte Webb ein riesiges Meer aus Tausenden von weit entfernten Hintergrundgalaxien, die an die Hubble Deep Fields erinnern.
In Kombination mit dem bisher detailliertesten Infrarotbild von Stephans Quintett, das mit MIRI und der Nahinfrarotkamera (NIRCam) aufgenommen wurde, werden die Daten von Webb eine Fülle wertvoller neuer Informationen liefern. Sie werden den Wissenschaftlern zum Beispiel helfen, die Geschwindigkeit zu verstehen, mit der sich supermassereiche schwarze Löcher ernähren und wachsen. Webb sieht auch Sternentstehungsgebiete viel direkter und ist in der Lage, die Emission von Staub zu untersuchen – eine Detailgenauigkeit, die bisher nicht möglich war.
Das im Sternbild Pegasus gelegene Stephansquintett wurde 1877 von dem französischen Astronomen Édouard Stephan entdeckt.
Quelle: NASA
