Ein riesiges Mosaik von Stephans Quintett ist das bislang größte Bild des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA und erstreckt sich über etwa ein Fünftel des scheinbaren Monddurchmessers.
Es enthält über 150 Millionen Pixel und wurde aus fast 1,000 einzelnen Bilddateien zusammengesetzt. Die scheinbare Gruppe aus fünf Galaxien wurde mit Webbs Nahinfrarotkamera (NIRCam) und dem Instrument für das mittlere Infrarot (MIRI) aufgenommen.
Mit seinem leistungsstarken Infrarotblick und seiner extrem hohen räumlichen Auflösung zeigt Webb nie zuvor gesehene Details dieser Galaxiengruppe – funkelnde Ansammlungen von Millionen junger Sterne und Regionen intensiver Sternentstehung prägen das Bild. Durch gravitative Wechselwirkungen werden aus mehreren Galaxien weit geschwungene Schweife aus Gas, Staub und Sternen herausgezogen. Besonders eindrucksvoll sind die gewaltigen Stoßwellen, die Webbs MIRI-Instrument erfasst, während eine der Galaxien, NGC 7318B, durch die Gruppe rast. Diese Regionen rund um das zentrale Galaxienpaar sind in Rot und Gold dargestellt.
Dieses kombinierte NIRCam-MIRI-Bild nutzt zwei der drei MIRI-Filter, um den heißen Staub und die Struktur innerhalb der Galaxie bestmöglich darzustellen und voneinander abzugrenzen. MIRI erkennt einen deutlichen Farbunterschied zwischen dem Staub in den Galaxien und den Stoßwellen zwischen den wechselwirkenden Galaxien. Die Fachleute für Bildverarbeitung am Space Telescope Science Institute in Baltimore entschieden sich, diesen Unterschied hervorzuheben: Sie wiesen den MIRI-Daten markante Gelb- und Orangetöne zu, im Kontrast zu den Blau- und Weißtönen, die den Sternen in den Wellenlängenbereichen von NIRCam zugeordnet wurden.
Was ist Stephans Quintett?
Die fünf Galaxien von Stephans Quintett sind zusammen auch als Hickson Compact Group 92 (HCG 92) bekannt. Obwohl die Gruppe als „Quintett“ bezeichnet wird, liegen nur vier der Galaxien tatsächlich nahe beieinander und sind in einem kosmischen Tanz miteinander verbunden.
Die fünfte Galaxie ganz links, NGC 7320, liegt im Vergleich zu den anderen vier deutlich im Vordergrund. NGC 7320 ist 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. Nach kosmischen Maßstäben ist das immer noch recht nah, verglichen mit ferneren Galaxien in Milliarden Lichtjahren Entfernung. Die Untersuchung dieser relativ nahen Galaxien hilft Forschenden, Strukturen im viel weiter entfernten Universum besser zu verstehen.
Diese Nähe ermöglicht es Astronominnen und Astronomen, die Verschmelzung und Wechselwirkungen von Galaxien gewissermaßen aus der ersten Reihe zu beobachten – Prozesse, die für die gesamte Galaxienentwicklung entscheidend sind. Selten können Forschende so detailreich erkennen, wie wechselwirkende Galaxien gegenseitig die Sternentstehung anregen und wie das Gas in diesen Galaxien aufgewühlt wird. Stephans Quintett ist ein hervorragendes „Labor“, um diese für alle Galaxien grundlegenden Prozesse zu untersuchen.
Solche kompakten Gruppen könnten im frühen Universum häufiger gewesen sein, als ihre extrem heiße, einströmende Materie möglicherweise sehr energiereiche Schwarze Löcher speiste, die als Quasare bezeichnet werden. Noch heute beherbergt die oberste Galaxie der Gruppe – NGC 7319 – einen aktiven galaktischen Kern, ein supermassereiches Schwarzes Loch, das aktiv Materie aufnimmt.
In NGC 7320, der Galaxie ganz links und zugleich der nächstgelegenen in der scheinbaren Gruppe, konnte NIRCam bemerkenswerterweise einzelne Sterne und sogar den hellen Galaxienkern auflösen. Alte, sterbende Sterne, die Staub erzeugen, heben sich in der NIRCam-Aufnahme deutlich als rote Punkte ab.
Die neuen Informationen von Webb liefern unschätzbare Einblicke darin, wie galaktische Wechselwirkungen die Entwicklung von Galaxien im frühen Universum vorangetrieben haben könnten.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und STScI
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