Stephans kvintett, en visuell gruppering av fem galaxer, är mest känd för att ha en framträdande plats i den klassiska semesterfilmen "It's a Wonderful Life". Idag avslöjar NASA:s rymdteleskop James Webb Stephans kvintett i ett nytt ljus. Denna enorma mosaik är Webbs största bild hittills och täcker ungefär en femtedel av månens diameter. Den innehåller över 150 miljoner pixlar och är uppbyggd av nästan 1 000 separata bildfiler. Informationen från Webb ger nya insikter om hur galaktiska interaktioner kan ha drivit fram galaxutvecklingen i det tidiga universum.

Med sin kraftfulla, infraröda vision och extremt höga rumsliga upplösning visar Webb aldrig tidigare skådade detaljer i denna galaxgrupp. Glittrande hopar av miljontals unga stjärnor och starburst regioner av ny stjärnfödelse pryder bilden. Svepande svansar av gas, damm och stjärnor dras från flera av galaxerna på grund av gravitationsinteraktioner. Det mest dramatiska är att Webb fångar enorma chockvågor när en av galaxerna, NGC 7318B, slår igenom klustret.

Tillsammans är de fem galaxerna i Stephans kvintett också kända som Hickson Compact Group 92 (HCG 92). Även om de kallas en "kvintett", är bara fyra av galaxerna verkligen nära varandra och fångas upp i en kosmisk dans. Den femte galaxen längst till vänster, kallad NGC 7320, ligger väl i förgrunden jämfört med de andra fyra. NGC 7320 ligger 40 miljoner ljusår från jorden, medan de andra fyra galaxerna (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B och NGC 7319) är cirka 290 miljoner ljusår bort. Detta är fortfarande ganska nära i kosmiska termer, jämfört med mer avlägsna galaxer miljarder ljusår bort. Att studera sådana relativt närliggande galaxer som dessa hjälper forskare att bättre förstå strukturer som ses i ett mycket mer avlägset universum.

Denna närhet ger astronomer en plats vid ringsidan för att bevittna sammansmältningen och interaktionerna mellan galaxer som är så avgörande för hela galaxens evolution. Sällan ser forskare så detaljerat hur interagerande galaxer utlöser stjärnbildning i varandra och hur gasen i dessa galaxer störs. Stephans kvintett är ett fantastiskt "laboratorium" för att studera dessa processer som är grundläggande för alla galaxer.

Täta grupper som denna kan ha varit vanligare i det tidiga universum när deras överhettade, infallande material kan ha gett bränsle till mycket energiska svarta hål som kallas kvasarer. Än idag har den översta galaxen i gruppen – NGC 7319 – en aktiv galaktisk kärna, ett supermassivt svart hål som är 24 miljoner gånger solens massa. Den drar aktivt in material och avger ljusenergi motsvarande 40 miljarder solar.

Webb studerade den aktiva galaktiska kärnan i detalj med Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) och Mid-Infrared Instrument (MIRI). Dessa instruments integrerade fältenheter (IFU) – som är en kombination av en kamera och spektrograf – försåg Webb-teamet med en "datakub" eller en samling bilder av den galaktiska kärnans spektrala egenskaper.

Ungefär som medicinsk magnetisk resonanstomografi (MRI), tillåter IFU:erna forskare att "skiva och tärna" informationen i många bilder för detaljerade studier. Webb genomborrade dammhöljet som omgav kärnan för att avslöja het gas nära det aktiva svarta hålet och mäta hastigheten för ljusa utflöden. Teleskopet såg dessa utflöden drivna av det svarta hålet i en detaljnivå som aldrig tidigare setts.

I NGC 7320, galaxen längst till vänster och närmast i den visuella grupperingen, kunde Webb lösa enskilda stjärnor och till och med galaxens ljusa kärna.

Som en bonus avslöjade Webb ett stort hav av tusentals avlägsna bakgrundsgalaxer som påminner om Hubbles djupa fält.

I kombination med den mest detaljerade infraröda bilden någonsin av Stephans kvintett från MIRI och Near-Infrared Camera (NIRCam), kommer data från Webb att ge en mängd värdefull, ny information. Det kommer till exempel att hjälpa forskare att förstå i vilken takt supermassiva svarta hål matas och växer. Webb ser också stjärnbildande regioner mycket mer direkt, och den kan undersöka utsläpp från dammet – en detaljnivå som är omöjlig att få fram tills nu.

Belägen i stjärnbilden Pegasus upptäcktes Stephans kvintett av den franske astronomen Édouard Stephan 1877. + Utforska vidare

NASA avslöjar Webb-teleskopets första kosmiska mål