JWST vänder blicken mot den mest avlägsna kända stjärnan: Earendel

By | August 11, 2023

I mars 2022 tillkännagav astronomer upptäckten av den mest avlägsna stjärnan som är känd genom en bild tagen med rymdteleskopet Hubble. De döpte honom till Earendel, efter det gamla engelska namnet för “morgonstjärna”. Nu har JWST:s Near-infrared Camera (NIRCam) och dess NIRSpec-spektrometer tagit en titt på samma stjärna och avslöjat mer detaljer om den.

Earendel verkar vara en massiv stjärna av typ B. Detta placerar den på huvudsekvensen evolutionärt, vilket betyder att det är en stjärna som bränner väte. Jämfört med solen är den dubbelt så varm och en miljon gånger så lysande. Vad astronomer misstänker är att denna stjärna, liksom många andra stora stjärnor som den, kan ha en följeslagare. De är dock så nära och vi ser dem på så långt avstånd (cirka 13 miljarder ljusår) att det är svårt att skilja dem åt. Men den här stjärnans spektra (det vill säga färgerna på dess ljus) indikerar att en följeslagare existerar. Ytterligare studier som använder förstoringen som tillhandahålls av gravitationslinser, såväl som mer detaljerade observationer med NIRCam i JWST, borde hjälpa dem att identifiera kompisen.

Ljuset vi ser från Earendel sändes först ut av den stjärnan bara cirka 900 miljoner år efter Big Bang. Gravitationslinsen som avslöjade den förstorar Earendel med en faktor på 4 000. Nu vill astronomer veta om det är bland de första generationerna av stjärnor som lyser. I så fall skulle deras spektra avslöja att deras kemiska sammansättning mestadels är väte och helium. Om det är en andra generationens stjärna, skulle egenskaperna hos dess ljus visa andra element också. Andra exempel på den här typen av blå superjättestjärnor är Rigel och Beta Centauri.

Ta bort alla annonser på Universe Today

Gå med i vår Patreon för bara $3!

Få den annonsfria upplevelsen för livet

House of Earendel vid Sunrise Arch

JWST:s NIRCam-vy av Earendel, dess värdgalax (infälld, höger) och den gravitationslinsande galaxhopen WHL0137-08 (vänster).  Funktioner i bilden inkluderar unga stjärnbildande regioner och äldre stjärnhopar.  På bilden till vänster ser vi hundratals små galaxer av olika former, i färg från vitt till gult till rött.  Vissa galaxer, särskilt de röda, är förvrängda, verkar sträckta eller spegelvända.  Kredit: NASA, ESA, CSA, D. Coe (AURA/STScI för ESA), Z. Levay
JWST:s NIRCam-vy av Earendel, dess värdgalax (infälld, höger) och den gravitationslinsande galaxhopen WHL0137-08 (vänster). Funktioner i bilden inkluderar unga stjärnbildande regioner och äldre stjärnhopar. På bilden till vänster ser vi hundratals små galaxer av olika former, i färg från vitt till gult till rött. Vissa galaxer, särskilt de röda, är förvrängda, verkar sträckta eller spegelvända. Kredit: NASA, ESA, CSA, D. Coe (AURA/STScI för ESA), Z. Levay

Den här stjärnans värdgalax framstår för oss som en lång halvmåneformad ljusfläck. Denna fläck orsakas av gravitationslinser av en massiv galaxhop som kallas WHL0137-08. NIRCam-vyn visar en hel del detaljer om denna avlägsna galax. Det finns plantskolor där nästa generationer av stjärnor föds. Några av dessa stjärnor är ganska unga, mindre än fem miljoner år gamla.

Galaxen innehåller också stjärnhopar som är långt framme i sin utveckling. Ett av dessa kluster är cirka 10 miljoner år gammalt. Det kan fortfarande existera i det moderna universum. Klustret ger astronomer några intressanta ledtrådar om de klotformade hoparna som nu svärmar vår egen Vintergatans galax. Några av dem kan ha bildats samtidigt som de avlägsna klustren i WHL0137-08.

Intressant nog visar JWST-bilden mer detaljer om linseffekten på den avlägsna galaxen. Earendel själv hittas längs en “krusning” som produceras av linsen. Så här ser den ut separat från den suddiga bilden av dess värdgalax. Förutom NIRCam-vyn av denna scen, erhöll JWST infrarödspektrometer (NIRSpec) data. Det ger astronomer mer information om det exakta avståndet mellan Earendel och dess hemgalax.

Använder gravitationslinser för mer avlägsna stjärnor

JWST upptäckte andra avlägsna stjärnor med hjälp av sina infrarödkänsliga instrument. Tills nu är Earendel kvar som distansrekordhållare. Men det finns många fler observationer att göra. Så småningom hoppas astronomer hitta en av astronomins heliga graler: de första stjärnorna som lyser.

Dessa första föremål kan ha dykt upp bara 100 miljoner år efter Big Bang. De var förmodligen mycket massiva och extremt lysande. När de började komma ut ur den mörka kosmiska medeltidens dunkel, värmde och joniserade de gaserna runt dem. När de utvecklades och dog, producerade de tyngre kemiska grundämnen i sina vätebrännande kärnor. När de dog, spred de dessa material ut i rymden och sådde nya generationer av stjärnor och i slutändan planeter.

Bevis från deras liv och livsstil kommer att berätta mycket om alla dessa tillstånd i spädbarnsuniversum, distributionen av materia (inklusive mörk materia) och den slutliga bildandet av galaxer under de tidigaste epoker av kosmisk tid.

För mer information

Earendel och soluppgångsbågen i galaxhopen WHL0137-08
WHL0137-08 Galaxy Cluster
De första stjärnorna i universum (PDF)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *