Ogromna, świecąca bombka z gwiazd zwana Terzan 5 może być skupiskiem centralnego zgrubienia naszej galaktyki, które nie zostało wygładzone w mieszance i zamiast tego przetrwało jako relikt kopalny pozostały po narodzinach galaktyki Drogi Mlecznej.
„Terzan 5 może dostarczyć bezpośrednich dowodów, które pomogą wyjaśnić, w jaki sposób powstały wybrzuszenia galaktyki w całym wszechświecie” – powiedziała Barbara Lanzoni z Uniwersytetu w Bolonii w: oświadczenie. Lanzoni jest członkiem zespołu astronomów, kierowanego przez kolegów z Bolonii, Giorgię Zullo i Francesco Ferraro, którzy zajęli się Terzanem 5 za pomocą Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST).
Terzan 5 jest gromada kulista — ogromna kula gwiazd o łącznej masie dwa miliony razy większej od naszej słońce i całkowitą jasność 800 000 razy większą. Problem w tym, że Terzan 5 kłamie na poziomie około 18 800 lata świetlne daleko w wybrzuszeniu Galaktyka Drogi Mlecznej. Oznacza to, że gęste pasma znajdującego się pomiędzy nimi pyłu galaktycznego blokują nasz widok, znacząco przyciemniając pozorną jasność Terzana 5. Dlatego została odkryta dopiero w 1968 roku przez turecko-francusko-ormiańskiego astronoma Agopa Terzana.
Gromady kuliste są zwykle starożytne. Mają także tendencję do formowania wszystkich swoich gwiazd w jednym gigantycznym wybuchu. W związku z tym wszystkie ich gwiazdy powinny być w tym samym wieku, od 12 do 13 miliardów lat. Jednak kilka wybranych gromad kulistych wykazuje dowody na istnienie więcej niż jednego pokolenia gwiazd. Należą do nich Omega Centauri, NGC 2808 i NGC 1783 w galaktyce Drogi Mlecznej, a także NGC 411 w Małym Obłoku Magellana i NGC 1696 w Galaktyce Wielki Obłok Magellana. Zaproponowano kilka wyjaśnień, w tym możliwość, że są to pozostałości jądra galaktyk karłowatych, które zostały pozbawione większości gwiazd przez grawitacyjne siły pływowe pochodzące z Drogi Mlecznej. A może gromady te były po prostu wystarczająco masywne, aby zachować trochę gazu cząsteczkowego dla przyszłych pokoleń gwiazd.
Kiedy Kosmiczny Teleskop Hubble’a przyjrzał się Terzanowi 5 w 2009 r., a następnie ponownie w 2016 r., odkrył, że ona również należy do szeregu dziwnych gromad kulistych z gwiazdami dwóch generacji, datowanymi na 12,5 i 4,7 miliarda lat. Jednakże, ponieważ znajduje się za tak dużą ilością pyłu galaktycznego, nawet Hubble nie ma najjaśniejszego obrazu.
JWST jednak tak. Jego wzrok w bliskiej podczerwieni pozwala widzieć przez kurz.
„Nowe obserwacje Webba w bliskiej podczerwieni, w porównaniu z archiwalnymi obserwacjami Hubble’a, dały nam znacznie jaśniejszy obraz historii Terzan 5” – powiedziała kierownik badania Giorgia Zullo, która jest doktorantką. student w Bolonii.
JWST wykrył dwie kolejne generacje gwiazd, jedną generację urodzoną 3,8 miliarda lat temu i drugą 2,5 miliarda lat temu. Trudno wytłumaczyć cztery generacje gwiazd w przypadku jakiejkolwiek gromady kulistej, dlatego zespół uważa, że Terzan 5 może być czymś bardziej pierwotnym: pozostałością po zgrubieniu Drogi Mlecznej, która nigdy nie została całkowicie zasymilowana przez naszą galaktykę.
„Z jakiegoś powodu ta osobliwa gromada gwiazd uformowała się oddzielnie od zgrubienia i nie uległa zniszczeniu podczas powstawania samego zgrubienia” – powiedział Ferraro. „Terzan 5 to coś, co obecnie nazywamy fragmentem skamieniałości wybrzuszenia, ponieważ przypomina pierwotne grudki, które przyczyniły się do powstania wybrzuszenia”.
Galaktyki dyskowe składają się z dwóch głównych elementów: stosunkowo wąskiego dysku utworzonego z ramion spiralnych oraz bulwiastego jądra zwanego zgrubieniem. Zgrubienia galaktyczne to zazwyczaj najstarsze części galaktyk, powstające miliardy lat przed dyskami, przynajmniej w przypadku Drogi Mlecznej. JWST obserwuje ten proces zachodzący we wczesnym Wszechświecie, odsłaniając zbite, młode galaktyki, ale biorąc pod uwagę ogromny obszar przestrzeni i czasu, na który patrzy JWST, obserwacje elementów składowych tworzących te galaktyki wciąż nie są całkowicie jasne. Dzięki Terzan 5 mogliśmy stosunkowo blisko przyjrzeć się jednemu z elementów składowych zgrubienia Drogi Mlecznej, co mogłoby dostarczyć nowych informacji na temat narodzin naszej galaktyki.
Terzan 5 prawdopodobnie nie jest też jedynym fragmentem skamieniałości wybrzuszenia. Oprócz innych wspomnianych gromad kulistych, z których niektóre mogą być fragmentami kopalń, a inne mogą być jądrami galaktyk karłowatych, gromada kulista Liller 1 blisko centrum naszej galaktyki ma wiele cech Terzan 5, w tym dużą zawartość ciężkich pierwiastków wytwarzanych przez wiele pokoleń gwiazd, które wymarły albo w wyniku supernowa eksplozje.
Zespół zamierza teraz wyśledzić kolejne 40–50 gromad kulistych w zgrubieniu, aby sprawdzić, czy mogą to być również fragmenty skamieniałości wybrzuszenia, czy też są to zwykłe gromady kuliste.
Wyniki zaprezentowano podczas 248. spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Pasadenie w Kalifornii, które odbyło się w dniach 14–18 czerwca. W czasopiśmie opublikowano także artykuł opisujący obserwacje JWST Astronomia i astrofizyka.
