Une énorme mosaïque du Quintette de Stephan est la plus grande image à ce jour du télescope spatial James Webb de la NASA, couvrant environ un cinquième du diamètre de la Lune. Il contient plus de 150 millions de pixels et est construit à partir de près de 1 000 fichiers image distincts. Le groupement visuel de cinq galaxies a été capturé par la caméra dans le proche infrarouge (NIRCam) et l’instrument dans l’infrarouge moyen (MIRI) de Webb. Crédit : NASA, ESA, ASC, STScI
La proximité du Quintette de Stephan permet aux astronomes d’être aux premières loges des fusions et interactions galactiques.
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” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>James Webb Space Telescope reveals never-before-seen details of the galaxy group called “Stephan’s Quintet” in an enormous new image. The close proximity of this group gives scientists a ringside seat to galactic mergers and interactions. Astronomers rarely see in so much detail how interacting galaxies trigger star formation in each other, and how the gas in these galaxies is being disturbed. Stephan’s Quintet is a fantastic “laboratory” for studying these processes fundamental to all galaxies. In a level of detail never seen before, the image also shows outflows driven by a supermassive <span class="glossaryLink" aria-describedby="tt" data-cmtooltip="
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>black hole in one of the group’s galaxies. Tight galaxy groups like this may have been more common in the early universe when superheated, infalling material may have fueled very energetic black holes.
With its powerful, mid-infrared vision, the Mid-Infrared Instrument (MIRI) shows never-before-seen details of Stephan’s Quintet, a visual grouping of five galaxies. MIRI pierced through dust-enshrouded regions to reveal huge shock waves and tidal tails, gas, and stars stripped from the outer regions of the galaxies by interactions. It also unveiled hidden areas of star formation. The new information from MIRI provides invaluable insights into how galactic interactions may have driven galaxy evolution in the early universe. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI
NASA’s Webb Sheds Light on Galaxy Evolution, Black Holes
Best known for being prominently featured in the classic Christmas film, “It’s a Wonderful Life,” Stephan’s Quintet is a stunning visual grouping of five galaxies. Now, NASA’s James Webb Space Telescope reveals Stephan’s Quintet in a new light. This gigantic mosaic is Webb’s largest image to date, covering about one-fifth of the Moon’s diameter. Constructed from almost 1,000 separate image files, it contains over 150 million pixels. The information from Webb provides new insights into how galactic interactions may have driven galaxy evolution in the early universe.
Webb shows never-before-seen details in this galaxy group thanks to its powerful, infrared vision and extremely high spatial resolution. Sparkling clusters of millions of young stars and starburst regions of fresh star birth grace the image. Sweeping tails of gas, dust, and stars are being pulled from several of the galaxies due to gravitational interactions. Most dramatically, the Webb Space Telescope captures huge shock waves as one of the galaxies, NGC 7318B, smashes through the cluster.
The top spectrum, from the black hole’s outflow, shows a region filled with hot, ionized gases, including iron, argon, neon, sulfur, and oxygen as denoted by the peaks at given wavelengths. The presence of multiple emission lines from the same element with different degrees of ionization is valuable for understanding the properties and origins of the outflow.
The bottom spectrum reveals that the supermassive black hole has a reservoir of colder, denser gas with large quantities of molecular hydrogen and silicate dust that absorb the light from the central regions of the galaxy. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI
Together, the five galaxies of Stephan’s Quintet are also known as the Hickson Compact Group 92 (HCG 92). Although called a “quintet,” only four of the galaxies are actually close together and caught up in a cosmic dance. The fifth and leftmost galaxy, called NGC 7320, is well in the foreground compared with the other four. In fact, NGC 7320 resides just 40 million light-years from Earth, while the other four galaxies (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B, and NGC 7319) are around 290 million light-years away. This is still fairly close in cosmic terms, compared with more distant galaxies billions of light-years away. Studying such relatively nearby galaxies like these helps astronomers better understand structures seen in a much more distant universe.
This proximity provides scientists a ringside seat for witnessing the merging and interactions between galaxies that are so crucial to all of galaxy evolution. Rarely do astronomers witness in so much detail how interacting galaxies trigger star formation in each other, and how the gas in these galaxies is being disturbed. Stephan’s Quintet is an excellent “laboratory” for studying these processes fundamental to all galaxies.
Some of the key emission lines seen by NIRSpec are shown in this image and represent different phases of gas. Atomic hydrogen, in blue and yellow, allows scientists to discover the structure of the outflow. Iron ions, in teal, trace the places where the hot gas is located. Molecular hydrogen, in red, is very cold and dense, and traces both outflowing gas and the reservoir of fuel for the black hole. The bright, active nucleus itself has been removed from these images to better show the structure of the surrounding gas. By using NIRSpec, scientists have gained unprecedented information about the black hole and its outflow. Studying these relatively nearby galaxies helps scientists better understand galaxy evolution in the much more distant universe. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI
Tight groups like this may have been more common in the early universe when their superheated, infalling material may have fueled very energetic black holes called quasars. Even today, the topmost galaxy in the group – NGC 7319 – harbors an active galactic nucleus, a supermassive black hole that is about 24 million times the mass of the Sun. It is actively pulling in material and puts out light energy equivalent to 40 billion Suns.
Webb studied the active galactic nucleus in great detail with the Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) and Mid-Infrared Instrument (MIRI). These instruments’ integral field units (IFUs) – which are a combination of a camera and spectrograph – provided the Webb team with a “data cube,” or collection of images of the galactic core’s spectral features.
Le télescope spatial James Webb utilisera un instrument innovant appelé unité de champ intégrale (IFU) pour capturer des images et des spectres en même temps. Cette vidéo donne un aperçu de base du fonctionnement de l’IFU. Crédit : NASA, ESA, ASC, Leah Hustak (STScI)
Tout comme l’imagerie par résonance magnétique (IRM) médicale, les IFU permettent aux scientifiques de « trancher et découper » les informations en plusieurs images pour une étude détaillée. Webb a percé le linceul de poussière entourant le noyau pour révéler du gaz chaud près du trou noir actif et mesurer la vitesse des écoulements brillants. Le télescope a capturé ces écoulements entraînés par le trou noir avec un niveau de détail jamais vu auparavant.
Dans NGC 7320, la galaxie la plus à gauche et la plus proche du groupement visuel, Webb a pu résoudre des étoiles individuelles et même le noyau brillant de la galaxie.
En prime, Webb a révélé une vaste mer de milliers de galaxies d’arrière-plan lointaines rappelant les champs profonds de Hubble.
Combinées à l’image infrarouge la plus détaillée jamais réalisée du quintette de Stephan de MIRI et de la caméra proche infrarouge (NIRCam), les données obtenues par Webb fourniront une multitude de nouvelles informations précieuses. Par exemple, cela aidera les astrophysiciens à comprendre la vitesse à laquelle les trous noirs supermassifs se nourrissent et se développent. Webb voit également les régions de formation d’étoiles beaucoup plus directement, et il est capable d’examiner les émissions de la poussière – un niveau de détail qui était auparavant impossible à obtenir.
Certaines de ces principales caractéristiques d’émission sont illustrées dans cette image. Dans chaque cas, les régions de couleur bleue indiquent un mouvement vers le spectateur et les régions de couleur orange représentent un mouvement loin du spectateur. Les lignes d’argon et de néon proviennent de points chauds de gaz surchauffés qui sont fortement ionisés par le puissant rayonnement et les vents du trou noir supermassif. La ligne d’hydrogène moléculaire provient d’un gaz dense plus froid dans les régions centrales de la galaxie et entraîné dans le vent sortant. Les vitesses sont mesurées par des décalages dans les longueurs d’onde d’une caractéristique de ligne d’émission donnée. Crédit : NASA, ESA, ASC, STScI
Situé dans la constellation de Pégase, le Quintette de Stephan a été découvert par l’astronome français Édouard Stephan en 1877.
Le télescope spatial James Webb est le premier observatoire scientifique spatial au monde. Webb résoudra les mystères de notre système solaire, regardera au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et sondera les structures et les origines mystérieuses de notre univers et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international mené par la NASA avec ses partenaires, l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’Agence spatiale canadienne.
Le siège de la NASA supervise la mission de la direction des missions scientifiques de l’agence. Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, gère Webb pour l’agence et supervise les travaux sur la mission effectuée par le Space Telescope Science Institute, Northrop Grumman et d’autres partenaires de la mission. En plus de Goddard, plusieurs centres de la NASA ont contribué au projet, notamment le Johnson Space Center de l’agence à Houston, le Jet Propulsion Laboratory en Californie du Sud, le Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama, le Ames Research Center dans la Silicon Valley en Californie, et d’autres.
NIRCam a été construit par une équipe de l’Université d’Arizona et du centre de technologie avancée de Lockheed Martin.
MIRI a été fourni par l’ESA et la NASA, l’instrument étant conçu et construit par un consortium d’instituts européens financés au niveau national (le consortium européen MIRI) en partenariat avec
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>JPL[{“attribute=””>JPL et l’Université de l’Arizona.
NIRSpec a été construit pour l’Agence spatiale européenne (ESA) par un consortium de sociétés européennes dirigé par Airbus Defence and Space (ADS) avec le Goddard Space Flight Center de la NASA fournissant ses sous-systèmes de détection et de micro-obturateur.
