Ο γαλαξίας Cartwheel, ένας σπάνιος δακτυλιοειδής γαλαξίας που κάποτε καλύπτονταν από σκόνη και μυστήριο, αποκαλύφθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb των NASA/ESA/CSA.
Ο γαλαξίας, αποτέλεσμα μιας σύγκρουσης μεταξύ ενός μεγάλου σπειροειδούς γαλαξία και ενός άλλου μικρότερου γαλαξία, όχι μόνο διατήρησε σε μεγάλο βαθμό τον σπειροειδή χαρακτήρα του, αλλά έχει υποστεί τεράστιες δομικές αλλαγές. Το Webb αναλύει μεμονωμένα αστέρια και περιοχές αστρογένεσης εντός του Cartwheel και αποκαλύπτει τη συμπεριφορά της μαύρης τρύπας στο κέντρο του.
Το διαστημικό τηλεσκόπιο κοίταξε κατάματα το χάος του γαλαξία Cartwheel, αποκαλύπτοντας νέες λεπτομέρειες σχετικά με το σχηματισμό άστρων και την κεντρική μαύρη τρύπα του γαλαξία. Το ισχυρό υπέρυθρο βλέμμα του Webb μας έδωσε μια λεπτομερή εικόνα του Cartwheel και δύο μικρότερων συντρόφων γαλαξιών, με πολυάριθμους γαλαξίες στο υπόβαθρο.
Ο γαλαξίας Cartwheel, που βρίσκεται περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά στον αστερισμό του Γλύπτη, είναι ένα σπάνιο θέαμα, καθώς η εμφάνισή του, που προσομοιάζει τροχό ενός βαγονιού, είναι αποτέλεσμα μιας σύγκρουσης υψηλής ταχύτητας μεταξύ ενός μεγάλου σπειροειδούς γαλαξία και ενός μικρότερου γαλαξία, που δεν είναι ορατός σε αυτήν την εικόνα.
Οι συγκρούσεις σε γαλαξιακή κλίμακα προκαλούν μια αλυσίδα διαφορετικών, μικρότερων αλληλεπιδράσεων μεταξύ των εμπλεκόμενων γαλαξιών, με τον Cartwheel να μην αποτελεί εξαίρεση.
Η σύγκρουση επηρέασε το σχήμα και τη δομή του γαλαξία. Ως αποτέλεσμα, ο Cartwheel διαθέτει δύο δακτυλίους: έναν φωτεινό εσωτερικό και έναν περιβάλλοντα, πολύχρωμο δακτύλιο.
Αυτοί οι δύο δακτύλιοι επεκτείνονται προς τα έξω από το κέντρο της σύγκρουσης, σαν κυματισμοί σε λίμνη μετά την ρίψη μιας πέτρας. Εξαιτίας αυτών των χαρακτηριστικών, οι αστρονόμοι τον αποκαλούν «δακτυλιοειδή γαλαξία», ένας τύπος λιγότερο κοινός από τους σπειροειδείς γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας μας.
Ο φωτεινός πυρήνας περιέχει μια τεράστια ποσότητα θερμής σκόνης, με τις φωτεινότερες περιοχές να φιλοξενούν γιγάντια νεαρά αστρικά σμήνη. Αντιθέτως, ο εξωτερικός δακτύλιος, ο οποίος επεκτείνεται για περίπου 440 εκατομμύρια χρόνια, κυριαρχείται από περιοχές αστρογένεσης και εκρήξεις υπερκαινοφανών. Καθώς αυτός ο δακτύλιος διαστέλλεται, συγκρούεται με το περιβάλλον αέριο και πυροδοτεί το σχηματισμό νέων άστρων.
Άλλα τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένου του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, έχουν παρατηρήσει επίσης τον Cartwheel. Αλλά ο γαλαξίας ήταν καλά κρυμμένος στην τεράστια ποσότητα σκόνης που διαθέτει, κάτι που δεν αποτελεί πρόβλημα για το Webb, με την ικανότητά του να ανιχνεύει το υπέρυθρο φως.
Η κάμερα εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας (NIRCam), η κύρια συσκευή απεικόνισης του Webb, παρατηρεί στην περιοχή της εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας από 0,6 έως 5 μικρά, μήκη κύματος που μπορούν να αποκαλύψουν πολύ περισσότερα αστέρια από αυτά που παρατηρούνται στο ορατό φως.
Αυτό συμβαίνει επειδή τα νεαρά αστέρια, πολλά από τα οποία σχηματίζονται στον εξωτερικό δακτύλιο, διακρίνονται μέσα από τη σκόνη όταν παρατηρούνται στο υπέρυθρο φως. Στην εικόνα, τα δεδομένα της NIRCam έχουν μπλε, πορτοκαλί και κίτρινο χρώμα. Ο γαλαξίας εμφανίζει πολλές μεμονωμένες μπλε κουκίδες, οι οποίες είναι ξεχωριστά αστέρια ή θύλακες αστρογένεσης. Η NIRCam αποκαλύπτει επίσης τη διαφορά μεταξύ της ομαλής κατανομής ή του σχήματος των παλαιότερων πληθυσμών αστεριών και της πυκνής σκόνης στον πυρήνα, σε σύγκριση με τα ακανόνιστα σχήματα που σχετίζονται με νεότερους πληθυσμούς αστεριών έξω από αυτόν.
Ωστόσο, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη σκόνη του γαλαξία, μας αποκαλύπτει το όργανο MIRI, με τα δεδομένα του να απεικονίζονται με κόκκινο χρώμα στη σύνθετη εικόνα.
Αποκαλύπτονται περιοχές εντός του γαλαξία πλούσιες σε υδρογονάνθρακες και άλλες χημικές ενώσεις, καθώς και σε πυριτική σκόνη, όπως η περισσότερη σκόνη στη Γη.
Αυτές οι περιοχές σχηματίζουν μια σειρά από σπειροειδείς ακτίνες που ουσιαστικά αποτελούν τον σκελετό του γαλαξία. Οι ακτίνες είναι εμφανείς σε προηγούμενες παρατηρήσεις του Hubble από το 2018, αλλά στις εικόνες του Webb κυριαρχούν σε μεγάλο βαθμό.
Ο γαλαξίας Cartwheel βρίσκεται σε ένα πολύ μεταβατικό στάδιο. Πιθανώς ήταν ένας κανονικός σπειροειδής γαλαξίας, όπως ο Γαλαξίας μας, πριν από τη σύγκρουσή του, ενώ θα συνεχίσει να μεταμορφώνεται. Το Webb μας παρέχει μόνο ένα στιγμιότυπο της ζωής του Cartwheel, αλλά και μια εικόνα για το τι συνέβη στον γαλαξία στο παρελθόν και πώς θα εξελιχθεί στο μέλλον.