Återjoniseringens epok (EoR), inom den första miljarden åren efter big bang, innebar universums övergång från neutralt vätegas till joniserad materia. Tidiga galaxer tros ha drivit denna förändring. För att studera dessa galaxer måste man observera avlägsna objekt, vilket låter oss "se tillbaka i tiden". Gravitationslinsning, där en massiv himlakropp böjer ljuset som ett förstoringsglas, hjälper till att observera avlägsna galaxer i detalj.

Cosmic Gems arc, observerad med JWST. Bild: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Bradley (STScI), A. Adamo (Stockholm University), Cosmic Spring collaboration

I en studie publicerad i Nature fann forskarteamet stjärnhopar i galaxen Cosmic Gems arc genom gravitationslinsning. “Denna prestation var endast möjlig tack vare JWST:s ojämförliga kapabiliteter”, säger Dr. Adélaïde Claeyssens, medförfattare till artikeln. JWST:s Near Infrared Camera (NIRCam) avslöjade fem unga massiva stjärnhopar. Dessa hopar, som är tre gånger tätare än typiska unga hopar, bildades inom de senaste 50 miljoner åren och utgör 60 % av galaxens totala ljus.

Det var otroligt att se JWST-bilderna av Cosmic Gems arc och inse att vi tittade på stjärnhopar i en så ung galax.

"Vi observerar klotformiga stjärnhopar runt lokala galaxer, men vi vet inte när och var de bildades. Observationerna av Cosmic Gems arc har öppnat ett unikt fönster för oss in i arbetet hos unga galaxer samt visat oss var klotformiga stjärnhopar bildas”, säger Adamo. Dessa hopar förväntas utvecklas till klotformiga stjärnhopar över tid.

Vänster: ett negativ där de olika stjärnhoparna är markerade. Höger: stjärnhoparna “bakom” gravitationslinsen. Den här bilden är genererad genom datorsimuleringar. Bilder: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Bradley (STScI), A. Adamo (Stockholm University), Cosmic Spring collaboration

Teamet planerar att studera fler galaxer från EoR för att förstå demografin hos tidiga stjärnhopar. De har också ett godkänt JWST-program för att ytterligare undersöka Cosmic Gems arc och dess stjärnhopar. “Spektrala observationer kommer att låta oss kartlägga stjärnbildningshastigheten och effektiviteten av joniserande fotonproduktion längs galaxen”, säger Dr. Larry Bradley, huvudutredare av JWST-programmet och medförfattare till artikeln.

Artikeln “Bound star clusters observed in a lensed galaxy 460 Myr after the Big Bang” är publicerad i Nature. Dr. Angela Adamo är huvudförfattare, med Dr. Adélaïde Claeyssens (Stockholms universitet) och Erik Zackrisson (Uppsala universitet) som medförfattare.

Pressmeddelande Nature