Med hjälp av Webb- och Hubbleteleskopen har forskare upptäckt att det som tidigare beskrivits som en vanlig stjärnhop istället är en uråldrig byggsten från Vintergatans barndom. Den ovanliga stjärnklumpen innehåller fyra generationer stjärnor och fungerar som ett kosmiskt fossil som bevarar spåren av hur vår galax en gång växte fram.
Klotformiga stjärnhopar brukar vara relativt enkla strukturer; stjärnorna i dem bildas i regel under en kort episod ur ett gasmoln vilket resulterar i ungefär samma ålder och järnhalt. Stjärnhopen Terzan 5 bryter dock helt mot den modellen. I en studie presenteras den som mer komplex då dess stjärnor innehar stora skillnader i både ålder och järnhalt.
– Vanliga stjärnhopar bildas i ett enda svep, säger Nils Ryde, professor i astronomi vid Lunds universitet. Han förklarar att när en stjärnhop bildas dör de tunga stjärnorna efter några få miljoner år, och deras supernovor blåser sedan snabbt bort gasen och då kan inte nya stjärnor bildas. Stjärnbildningen tar slut, och alla stjärnor är då jämngamla, och även homogena i sin kemi, vilket mäts bland annat med järnhalt.
I Terzan 5 har forskare i stället hittat fyra separata generationer av stjärnor, bildade under flera miljarder år. Det betyder att objektet måste ha varit mycket mer massivt och komplext än en vanlig stjärnhop.
– När man ser flera generationer stjärnor förstår man att det här är något helt annat, säger Nils Ryde, och fortsätter,
– Det är en större stjärnklump som har kunnat behålla gas och fortsätta bilda stjärnor, det är mer likt de byggstenar som tidiga galaxer växte fram ur.
Forskare kallar nu Terzan 5 för ett ”bulge fossil fragment”, en överlevande rest eller kosmiskt fossil av de stjärnklumpar som byggde upp Vintergatans centrala utbuktning för över 12 miljarder år sedan.
– Det är som en gammal klump av en deg, en bit av den ursprungliga smeten som aldrig blandades ut när resten av degen knådades ihop. Terzan 5 är en sådan klump från Vintergatans barndom, förklarar Nils Ryde.
Upptäckten hjälper forskare att koppla ihop tre viktiga pusselbitar: Webbteleskopets bilder av unga, klumpiga galaxer, moderna datorsimuleringar av galaxbildning och de uråldriga rester som finns kvar i vår egen galax.
– Webbteleskopet har visat att stora galaxer bildades mycket tidigare än vi trodde. När vi hittar sådana här rester i Vintergatan kan vi pussla ihop hur vår egen galax faktiskt växte fram.
Att forskarna kunnat avslöja Terzan 5:s komplexa historia beror på att Webb- och Hubbleteleskopet ger två kompletterande perspektiv; Webb kan se genom det täta dammet i Vintergatans centrum och avslöja stjärnornas färger och egenskaper, medan Hubbles långsiktiga observationer gör det möjligt att mäta stjärnornas rörelser och avgöra vilka som faktiskt hör till Terzan 5.
Tillsammans gör de det möjligt att urskilja objektets egna stjärnor och upptäcka strukturer som annars skulle vara svåra att se. Terzan 5 är nu prototypen för en helt ny klass av objekt och forskare ska undersöka ytterligare 40–50 kandidater i Vintergatans centrum.
– Om fler sådana här klumpar dyker upp kan vi börja se ett mönster, säger Nils Ryde. Då kan vi få en mycket tydligare bild av hur Vintergatan faktiskt byggdes upp.
