I due telescopi spaziali hanno fornito informazioni in luce visibile e infrarossa per assemblare una delle viste più complete dell’ammasso situato a circa 4,3 miliardi di anni luce dalla Terra. MACS0416 è in realtà una coppia di ammassi di galassie in collisione, che alla fine si uniranno per formare un ammasso ancora più grande. Si nota anche un’abbondanza di galassie al di fuori dell’ammasso e una manciata di fonti che variano nel tempo, probabilmente a causa della lente gravitazionale.
Questo ammasso è stato il primo di una serie di visioni super profonde dell’Universo senza precedenti ottenute da un ambizioso programma collaborativo chiamato Frontier Fields, inaugurato nel 2014. Hubble ha aperto la strada alla ricerca di alcune delle galassie intrinsecamente più deboli e più giovani mai rilevate. La visione a infrarossi di Webb rafforza in modo significativo questo sguardo profondo andando ancora più lontano nell'Universo primordiale con la sua visione a infrarossi.
Per realizzare l'immagine, in generale le lunghezze d'onda più corte della luce erano codificate con il colore blu, le lunghezze d'onda più lunghe rosse e le lunghezze d'onda intermedie verdi. L'ampia gamma di lunghezze d'onda, da 0,4 a 5 micron, produce un paesaggio di galassie particolarmente vivido. Questi colori forniscono indizi sulle distanze delle galassie: le galassie più blu sono relativamente vicine e spesso mostrano un’intensa formazione stellare, come meglio rilevato da Hubble, mentre le galassie più rosse tendono ad essere più distanti e vengono rilevate meglio da Webb. Alcune galassie appaiono anche molto rosse perché contengono abbondanti quantità di polvere cosmica che tende ad assorbire i colori più blu della luce stellare.
Sebbene le nuove osservazioni di Webb contribuiscano a questa visione estetica, sono state prese per uno scopo scientifico specifico. Il gruppo di ricerca ha combinato le tre epoche di osservazioni, ciascuna effettuata a settimane di distanza, con una quarta epoca del gruppo di ricerca CANUCS (CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey). L'obiettivo era cercare oggetti che variavano nella luminosità osservata nel tempo, noti come transitori. Sono stati identificati 14 transitori di questo tipo e 12 erano situati in tre galassie che sono fortemente ingrandite dalla lente gravitazionale, probabilmente stelle singole o multiple che per breve tempo vengono ingrandite fortemente. I restanti due transitori si trovano all'interno di galassie di fondo con un ingrandimento più moderato e sono probabilmente supernove.
La scoperta di così tanti transitori con osservazioni che abbracciano un arco di tempo relativamente breve suggerisce che gli astronomi potrebbero trovare molti più transitori in questo ammasso e in altri simili attraverso il monitoraggio regolare con Webb.
Tra i passeggeri identificati dal team, uno si è distinto in particolare. Situato in una galassia che esisteva circa 3 miliardi di anni dopo il Big Bang, è ingrandito di almeno 4000 volte e il team lo ha soprannominato il sistema stellare "Mothra" in un cenno alla sua natura mostruosa; ne vediamo un ingrandimento qui sotto.
Crediti: NASA, ESA, CSA, STScI / J.Diego, J.D'Silva, A.Koekemoer, J.Summers, R.Windhorst, H.Yan
Mothra si unisce a un'altra stella con lente che i ricercatori avevano precedentemente identificato e che avevano soprannominato "Godzilla" (sia Godzilla che Mothra sono mostri giganti conosciuti come "kaiju" nel cinema giapponese).
È interessante notare che Mothra è visibile anche nelle osservazioni di Hubble effettuate nove anni prima. Questo è insolito, perché per ingrandire una stella così tanto è necessario un allineamento molto specifico tra l'ammasso di galassie in primo piano e la stella sullo sfondo e i movimenti reciproci della stella e dell’ammasso avrebbero dovuto eventualmente eliminare quell’allineamento. La spiegazione più probabile è che ci sia un oggetto aggiuntivo all'interno del cluster in primo piano che aggiunge maggiore ingrandimento, con una massa compresa tra 10000 e 1 milione di volte quella del Sole. La natura esatta di questa “millilente” rimane sconosciuta ed è possibile che si tratti di un ammasso globulare troppo debole perché Webb possa osservarlo direttamente.
I dati Webb mostrati qui sono stati ottenuti come parte di PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science), programma GTO 1176.