Gli astronomi dell'Università di Nanchino in Cina e altrove hanno eseguito osservazioni ad alta risoluzione di un lontano ammasso di galassie noto come CL J1001+0220 utilizzando il James Webb Space Telescope (JWST). La campagna di osservazione, descritta in un articolo pubblicato l'8 marzo sul server di prestampa arXiv , fornisce informazioni importanti sulla natura di questo cluster.
Gli ammassi di galassie contengono fino a migliaia di galassie legate insieme dalla gravità. Sono le più grandi strutture legate gravitazionalmente conosciute nell'universo e potrebbero fungere da eccellenti laboratori per studiare l'evoluzione delle galassie e la cosmologia.
CL J1001+0220 (o CL J1001 in breve) è un ammasso di galassie nella costellazione del Sestante, contenente 17 galassie, situato a una distanza di circa 11,1 miliardi di anni luce. Ha un tasso di formazione stellare (SFR) potenziato, un breve tempo di esaurimento del gas e mostra prove evidenti del fatto che le proprietà delle galassie che ne fanno parte sono influenzate dall'ambiente estremo.
Studi precedenti hanno scoperto che J1001 sembra subire la trasformazione da protocluster a cluster maturo. Dato che tale evoluzione non è completamente compresa, un team di astronomi guidato da Hanwen Sun dell'Università di Nanchino, ha deciso di dare un'occhiata più da vicino a questo processo utilizzando la Near Infrared Camera (NIRCam) di JWST. Il loro studio è stato integrato da dati provenienti da telescopi terrestri come il telescopio Subaru e l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
"Qui presentiamo nuove osservazioni JWST/NIRCam mirate al lontano ammasso CL J1001 a z =2,51 dal programma COSMOS-Webb, che, in combinazione con precedenti immagini a banda stretta mirate agli emettitori Hα e indagini millimetriche profonde degli emettitori di CO, forniscono una visione completa dell'imponente assemblaggio della galassia in CL J1001," hanno scritto i ricercatori nel documento.
Il team di Sun è riuscito a completare un censimento delle galassie membri di CL J1001. In primo luogo, hanno identificato una popolazione di membri rossi e massicci dell’ammasso, che non erano stati rilevati dalle precedenti immagini profonde effettuate con il telescopio spaziale Hubble (HST). Ciò conferma che le osservazioni del JWST sono necessarie per ottenere un censimento completo dei membri degli ammassi di galassie.
Lo studio ha scoperto che la distribuzione spaziale delle galassie membri di CL J1001 è altamente concentrata. Gli astronomi hanno notato che la densità stellare centrale di CL J1001 è paragonabile o addirittura superiore a quella degli ammassi a basso spostamento verso il rosso più massicci, contrariamente a quanto osservato nella periferia di questo ammasso. Questi risultati suggeriscono uno scenario di formazione al rovescio per i primi ammassi conosciuti.
Inoltre, basandosi sul campione di massa completo dei membri che formano stelle, gli astronomi hanno scoperto che la funzione di massa stellare di CL J1001 mostra una prominente caratteristica "top-heavy", poiché c'è una sovrabbondanza di galassie massicce che formano stelle (SFG). accumulati nel nucleo del cluster. Si è scoperto che il numero totale e la densità stellare di questi massicci membri SFG sono paragonabili a quelli delle galassie massicce SFG e quiescenti combinate in ammassi con spostamenti verso il rosso inferiori.
Riassumendo i risultati, gli autori dell'articolo hanno concluso che CL J1001 è attualmente in una rapida transizione e molti dei suoi massicci SFG probabilmente diventeranno presto quiescenti.
Ulteriori informazioni: Hanwen Sun et al, i primi scorci di JWST di un ammasso in formazione z> 2 rivelano una funzione di massa stellare molto pesante, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.05248
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