Webb και Hubble ενώνουν τις δυνάμεις τους για να δημιουργήσουν την πιο πολύχρωμη θέα του Σύμπαντος

Το αποτέλεσμα; Ένα ζωηρό τοπίο γαλαξιών μαζί με περισσότερα από δώδεκα νέα  αντικείμενα που μεταβάλλονται στο χρόνο!

Το NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope και το NASA/ESA Hubble Space Telescope συνεργάζονται για να μελετήσουν τον στόχο MACS0416. Ο στόχος αυτός εντοπίζεται σε απόσταση 4,3 δισεκατομμυρίων ετών  φωτός μακριά από τη Γη και αποτελεί ένα ζεύγος συγκρουόμενων γαλαξιακών σμηνών τα οποία τελικά θα συγχωνευτούν και θα σχηματίσουν ένα ακόμη μεγαλύτερο σμήνος. Το αποτέλεσμα αυτής της συνεργασίας έφερε στο φως μία από τις πιο ολοκληρωμένες όψεις του Σύμπαντος που έχουμε δει μέχρι τώρα. Τα χρώματα της εικόνας αποδίδονται στον συνδυασμό του ορατού και του υπέρυθρου φωτός.

Η εικόνα αποκαλύπτει μια πληθώρα λεπτομερειών τις οποίες θα ήταν αδύνατο να παρατηρήσουμε χωρίς τον συνδυασμό ισχύος των δύο διαστημικών τηλεσκοπίων. Περιλαμβάνει μια αφθονία γαλαξιών τα οποία βρίσκονται έξω από το σμήνος και έναν υπερπληθή αριθμό πηγών οι οποίες μεταβάλλονται με την πάροδο του χρόνου, πιθανότατα εξαιτίας του βαρυτικού φακού – της παραμόρφωσης και ενίσχυσης του φωτός από μακρινές πηγές, όταν αυτό διέρχεται από περιοχές με μεγάλη βαρύτητα.

Το συγκεκριμένο σμήνος ήταν το πρώτο από ένα σύνολο πρωτοφανών και εξαιρετικά βαθιών όψεων του Σύμπαντος οι οποίες προήλθαν από ένα φιλόδοξο και συνεργατικό πρόγραμμα του Hubble επ ονόματι Frontier Fields, με τα εγκαίνιά του να χρονολογούνται το 2014. Με την πρωτοβουλία αυτή, έγινε πλέον δυνατή η αναζήτηση μερικών από τους εγγενώς πιο αμυδρούς και νεότερους γαλαξίες που έχουν εντοπιστεί ποτέ. Σε αυτό το σημείο έρχεται συμπληρωματικά να βοηθήσει το James Webb. Χάρη στην ισχυρή διακριτική του ικανότητα στα υπέρυθρα μήκη κύματος, ενισχύεται σημαντικά αυτή η “βαθιά” ματιά, πηγαίνοντας ακόμη πιο μακριά στο πρώιμο Σύμπαν.

Το σμήνος γαλαξιών που απεικονίζεται στην Εικόνα 1 απέκτησε τόσα πολλά χρώματα λόγω συγκεκριμένης κωδικοποίησης μεταξύ μήκους κύματος και χρώματος. Συγκεκριμένα, στα μικρότερα μήκη κύματος δόθηκε το χρώμα μπλε, στα μεγαλύτερα το κόκκινο, ενώ ενδιάμεσα το φως αντιστοιχεί στο πράσινο χρώμα. Οι τιμές των μηκών κύματος βρίσκονται σε εύρος 0,4 έως 5 μικρομέτρων (μm, 10^-6 m), με αποτέλεσμα να αποδίδουν ένα πολύχρωμο τοπίο γαλαξιών.

Πέραν από την αισθητική που αποκτά η φωτογραφία, η κωδικοποίηση μηκών κύματος σε χρώματα εξυπηρετεί και στην εξοικείωση με τις γαλαξιακές αποστάσεις. Για την ακρίβεια, οι γαλαξίες που φαίνονται μπλε βρίσκονται αρκετά κοντά, σε ιδανικές αποστάσεις για τις παρατηρήσεις του Hubble, ενώ εμφανίζουν έντονο ρυθμό αστρικής γένεσης. Από την άλλη, οι “κόκκινοι” γαλαξίες τείνουν να είναι απομακρυσμένοι, οπότε και να εντοπίζονται πιο εύκολα από το James Webb. Μερικοί γαλαξίες, μάλιστα, απεικονίζονται κόκκινοι επειδή περιέχουν μεγάλες ποσότητες σκόνης η οποία απορροφά τα μικρά μήκη κύματος του φωτός (δηλαδή το μπλε χρώμα, σύμφωνα με την παραπάνω κωδικοποίηση).

Μπορεί  αυτές οι νέες παρατηρήσεις να είναι όμορφες και να μας εντυπωσιάζουν, αλλά ο πρωταρχικός τους σκοπός είναι επιστημονικός. Συνδυάζοντας τέσσερις περιόδους παρατηρήσεων (η καθεμία με διαφορά εβδομάδων), η ερευνητική ομάδα του προγράμματος αναζητά αντικείμενα των οποίων η φωτεινότητα μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου. Αυτά τα αντικείμενα είναι γνωστά και ως “παροδικές πηγές” (transient sources).

Στην προσπάθεια αυτή κατάφεραν να αναγνωρίσουν δεκατέσσερα τέτοια αντικείμενα, δώδεκα από τα οποία εντοπίζονται σε τρεις γαλαξίες που χαρακτηρίζονται από υψηλή μεγέθυνση λόγω βαρυτικού φακού. Οι πηγές αυτές  είναι πιθανό να είναι μεμονωμένα αστέρια ή συστήματα πολλαπλών αστέρων, τα οποία κι αυτά είναι μεγεθυμένα σε μεγάλο βαθμό. Τα υπόλοιπα αναγνωρισμένα αντικείμενα βρίσκονται σε γαλαξίες με μεγέθυνση μέτριου βαθμού και είναι πιθανό να είναι εκρήξεις υπερκαινοφανών (περισσότερα για την κατηγοριοποίηση και τον τρόπο δημιουργίας, ακολουθήστε τους συνδέσμους). 

Η εύρεση τόσων παροδικών αντικειμένων μέσω παρατηρήσεων που εκτείνονται σε σύντομο χρονικό διάστημα υποδηλώνει πως οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να καταγράψουν πολλά περισσότερα τέτοια γεγονότα σε αυτό το σμήνος και μέσω της τακτικής παρακολούθησής του με το James Webb.

Η ομάδα ξεχώρισε ένα αντικείμενο από τα δώδεκα, το οποίο βρίσκεται σε απόσταση 3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός και έχει μεγεθυνθεί κατά έναν παράγοντα 4000. Λόγω της υψηλής μεγέθυνσης, αλλά και φωτεινότητας, οι επιστήμονες θεώρησαν δίκαιο το αναφερθέν αστρικό σύστημα να ονομαστεί Mothra προς τιμήν της “τερατώδους φύσης” του. Τέτοιου είδους παρατσούκλι έχει δοθεί ξανά στο παρελθόν για παρόμοιο μεγεθυμένο αστέρι, ονόματι Godzilla. Τόσο ο Godzilla όσο και ο Mothra είναι γιγάντια τέρατα του ιαπωνικού κινηματογράφου, βλ. Εικόνα 3.

Αξίζει να σημειωθεί πως ο Mothra είναι ορατός ακόμη και στις παρατηρήσεις του Hubble οι οποίες είχαν ληφθεί 9 χρόνια νωρίτερα. Αυτό είναι ασυνήθιστο διότι το φαινόμενο μιας τόσο υψηλής μεγέθυνσης ενός άστρου απαιτεί μια πολύ συγκεκριμένη ευθυγράμμιση του γαλαξιακού σμήνους και του άστρου. Δεδομένου των αμοιβαίων κινήσεων του άστρου και του σμήνους, θα έπρεπε να σπάσει αυτή η ευθυγράμμιση. Η πιο πιθανή εξήγηση έγκειται στην παρουσία ενός επιπρόσθετου αντικειμένου εντός του σμήνους το οποίο συνεισφέρει επιπλέον στη μεγέθυνση. Αν και η φύση αυτού του “αόρατου” από το James Webb αντικειμένου παραμένει ακόμη άγνωστη, η ερευνητική ομάδα κατάφερε να περιορίσει τη μάζα του από 10 χιλιάδες έως 1 εκατομμύριο φορές τη μάζα του Ήλιου. 

Πηγή

Webb, Hubble Combine to Create Most Colourful View of Universe