Een visuele verkenning van het kwintet van Stephan – feitelijk een kwartet – in het sterrenbeeld Pegasus, gezien door de Hubble en James Webb ruimtetelescopen, met spectaculair detail van interacties, schokgolven en stervorming.
Ver, in het sterrenbeeld Pegasus, bevindt zich een fascinerende groep sterrenstelsels die sinds 1877 bekendstaat als het kwintet van Stephan. Moderne waarnemingen toonden echter aan dat één lid, NGC 7320, veel dichterbij staat dan de rest. In werkelijkheid is het dus een kwartet op 290 miljoen lichtjaar afstand, met een voorgrond object op slechts 39 miljoen lichtjaar afstand. Deze kosmische dans van botsende structuren biedt een unieke kijk op galactische evolutie – en koos ik als “ruimtefoto van de week” voor Scientias.nl…
Het kwintet: eigenlijk een kwartet
In visuele opnamen lijkt het alsof vijf sterrenstelsels een compact groepje vormen, maar spectroscopische afstandsbepalingen brachten aan het licht dat NGC 7320 aanzienlijk dichterbij staat. De vier verre leden (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B en NGC 7319) bevinden zich op ongeveer 290 miljoen lichtjaar afstand, terwijl NGC 7320C, op 39 miljoen lichtjaar afstand, in werkelijkheid het dichtstbijzijnde is. Deze ongelijke samenkomst vormt een dynamisch laboratorium voor het bestuderen van gravitationele interacties, stervorming en de rol van actieve zwarte gaten.
Drie van de verre stelsels laten gedraaide spiralen en lange gas- en stofrijke staarten zien, ontstaan door wederzijdse aantrekkingskracht. In de centrale paren barst de stervorming los, zichtbaar als roze emissienevels en felblauwe clusters van jonge sterren. Tegelijkertijd toont het stelsel NGC 7320 – op de voorgrond – individuele sterren, een bewijs van de relatieve nabijheid.
Hubble’s opname van het kwartet van Stephan
De Hubble ruimtetelescoop legde in juli en augustus 2009 een gedetailleerde portretfoto vast met de Wide Field Camera 3 (WFC3). De composietopname in zichtbaar en nabij-infrarood licht onthult kleurverschillen die de leeftijd van sterren aangeven, van jonge blauwe sterren tot oude rode sterpopulaties. De sterrenarmen van NGC 7319 kronkelen bijna 180° terug naar de balk, terwijl NGC 7318A en B samen een boog van roze waterstofwolken en blauwachtige clusters vormen.
Dankzij Hubble’s infraroodvisie dringt de camera door stoflagen om stervormingsgebieden te onthullen die onzichtbaar zijn in zichtbaar licht. De verstoorde spiraalarmen getuigen van een chaotische geschiedenis van botsingen.
James Webb’s gecombineerde MIRI + NIRCam-weergave
In juli 2022 toonde de James Webb ruimtetelescoop het kwintet van Stephan als één van diens eerste testbeelden de kracht van zijn MIRI- en NIRCam-instrumenten. De gecombineerde composiet versmelt infrarood wolkstructuren (geaccentueerd in goud/geel door MIRI) met kortgolvig infrarood (blauw-wit tonende en opgenomen met NIRCam), zodat stof en sterrenhaarden helder contrasteren:
Deze ‘oefenfoto‘ liet al zien hoe één van de leden, NGC 7318B, schokgolven genereert bij diens hoge snelheid passage door het centrum van de groep. De bijzondere interacties die hiermee gepaard gaan zetten gas en stof zodanig in beweging dat dit ongeveer overeenkomt met de dynamiek van het vroegere universum zoals dat zo’n 10 miljard terug alom plaatsvond en daarom inzichtvol is, bijvoorbeeld over vroege quasarvorming.
JWST’s MIRI-only detailopname
De afzonderlijke MIRI-opname biedt een dieper inzicht in de mid-infrarood structuren: gigantische schokgolven, getijdenstaarten en verborgen gebieden van stervorming. De schokfronten rond NGC 7318B fonkelen in warme tinten, terwijl uitgestrekte strengen van gas en stof mede schitteren op deze opname…
De spectrumanalyse van deze mid-infraroodbeelden maakt het mogelijk om moleculaire samenstellingen – zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) en watermoleculen – te identificeren in gebieden rondom het (zeer) actieve zwarte gat in NGC 7319.
Het kwintet in röntgen
Daarnaast biedt een gecombineerde optisch–röntgenopname van het kwintet een extra perspectief: de Canada-Frankrijk-Hawaii Telescoop toont vier stelsels (NGC 7317, 7318A, 7318B en 7319) in gele, rode, witte en blauwe tinten, terwijl rechts een gebogen, lichtblauwe richel de röntgendata van Chandra tekent. Deze richel ontstaat doordat NGC 7318B met ruim 3,5 miljoen kilometer per uur door het groepje dendert en een schokgolf genereert die het omringende gas verhit. De combinatie van optische staarten en röntgen halo’s, mogelijk versterkt door supernova-explosies en materie-accretie in binaire systemen, illustreert hoe botsingen het jonge sterrenstelsel‑universum omvormen tot systemen met felle röntgenemissies en elliptische vormen dominant verworden.
Slot
Het kwintet van Stephan blijft een goudmijn voor astronomen: van Hubble’s kleurrijke portret tot Webb’s infrarooddiepte, elke opname onthult nieuwe lagen in deze unieke galactische choreografie. Terwijl NGC 7320 verrast door zijn nabijheid, toont het samenspel van stof, gas en waterstofgas emissies de dynamiek die leidt tot stervorming en de mogelijke morfologie van het vroege heelal. Deze foto’s vormen samen een visueel testament van de kracht van moderne ruimtetelescopen en een voorproefje van toekomstige ontdekkingen.
Wil je de foto van Hubble op zeer hoge resolutie downloaden en bekijken, klik dan hier. Of bekijk de foto in ESA Skyview door hier te klikken. Wil je de foto van Webb op hoge resolutie bekijken, klik dan hier voor de versie met de gecombineerde filters of hier voor de versie van enkel MIRI-data.
Tot slot wil ik je graag op onderstaande video van het Space Telescope Science Institute over deze kwintet wijzen, die de verschillende foto’s in 3D nader uiteen zet:
