ALMA ziet zuurstof in verst verwijderde bekende sterrenstelsel

21 maart 2025 kuuke 317 weergaves alma, spectrum, sterrenstelsel, vroege heelal, zuurstof

Astronomen hebben met behulp van ALMA zuurstof gevonden in JADES-GS-z14-0, het verst verwijderde bekende sterrenstelsel dat ooit is gevonden. De waarneming, gedaan door twee verschillende teams, suggereert dat het sterrenstelsel chemisch volwassener is dan verwacht.

Dit is een artist impressie van JADES-GS-z14-0. Image credit: ESO / M. Kornmesser.

JADES-GS-z14-0 werd in 2024 gevonden en is zo ver van ons verwijderd dat het licht 13,4 miljard jaar nodig heeft gehad om ons te bereiken. Dat betekent dat we het zien toen het heelal nog maar minder dan 300 miljoen jaar oud was, ongeveer 2% van zijn huidige leeftijd.

Volgens Sander Schouws, onderzoeker aan de universiteit van Leiden en hoofdauteur van een van de artikelen, is het als het vinden van een puber waar je alleen maar baby’s verwacht.

“De resultaten laten zien dat het sterrenstelsel zich heel snel heeft ontwikkeld en ook snel rijpt, wat bijdraagt aan het groeiende bewijs dat de vorming van sterrenstelsels veel sneller gebeurt dan verwacht.”

Sterrenstelsels beginnen hun leven meestal vol met jonge sterren, die voornamelijk bestaan uit lichte elementen zoals waterstof en helium.

Naarmate sterren evolueren creëren ze zwaardere elementen zoals zuurstof, die door hun gaststerrenstelsel worden verspreid nadat ze exploderen in supernova-evenementen.

Onderzoekers dachten dat het heelal, met zijn leeftijd van 300 miljoen jaar, nog te jong was om sterrenstelsels te hebben die vol zitten met zware elementen. De twee ALMA-onderzoeken geven echter aan dat GS-z14 ongeveer 10 keer meer zware elementen bevat dan verwacht.

De inzet in deze afbeelding toont JADES-GS-z14-0 zoals gezien met ALMA; de twee spectra zijn het resultaat van onafhankelijke analyse van ALMA-gegevens door twee teams van astronomen; beide vonden een emissielijn van zuurstof, wat dit de verste detectie van zuurstof maakt, toen het heelal slechts 300 miljoen jaar oud was. Afbeelding: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / Carniani et al. / Schouws et al. / NASA / ESA / CSA / Webb / STScI / Brant Robertson, UC Santa Cruz / Ben Johnson, CfA / Sandro Tacchella, Cambridge / Phill Cargile, CfA.

De onderzoekers waren verbaasd over de onverwachte resultaten want ze laten een nieuw perspectief zien op de eerste fasen van de evolutie van sterrenstelsels. Het bewijs dat een sterrenstelsel al volwassen is in het jonge heelal roept vragen op over wanneer en hoe sterrenstelsels zijn ontstaan.

De zuurstofdetectie heeft astronomen ook in staat gesteld om hun afstandsmetingen van GS-z14 veel nauwkeuriger te maken.

De ALMA-detectie biedt een buitengewoon nauwkeurige meting van de afstand van het sterrenstelsel tot een onzekerheid van slechts 0,005%. Dit niveau van precisie – analoog aan een nauwkeurigheid van 5 cm over een afstand van 1 kilometer – helpt ons begrip van de eigenschappen van verre sterrenstelsels te verfijnen.

Hoewel het sterrenstelsel oorspronkelijk werd ontdekt met de Webb Space Telescope was het ALMA die de enorme afstand ervan bevestigde en nauwkeurig bepaalde.

Dit toont de verbazingwekkende synergie tussen ALMA en Webb om het ontstaan en de evolutie van de eerste sterrenstelsels te onthullen.

Artikel: