Astronomen vinden water in een van de oudste bekende sterrenstelsels

Astronomen hebben sporen van water gedetecteerd in een van de oudste bekende sterrenstelsels. Ze tonen daarmee aan dat een bestanddeel voor leven een rol speelde bij het ontstaan van de eerste sterren.

SPT0311-58
Sporen van water (blauw) gezien in een van de verst verwijderde sterrenstelsels bewijst dat de voor leven essentiële vloeistof al in de vroegste stadia van de evolutie van het heelal bestond. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO))

Het gaat om het sterrenstelsel SPT0311-58 dat ongeveer 12,88 miljard lichtjaar van ons is verwijderd. Die leeftijd betekent dat telescopen het sterrenstelsel zien ongeveer 1 miljard jaar na de Oerknal.

Astronomen schatten de leeftijd van het sterrenstelsel op ongeveer 780 miljoen jaar. Dat is een leeftijd waarbij sterren veel sneller ontstaan dat in de meer volwassen sterrenstelsels.

De waarneming werd gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dit is een krachtige radiotelescoop bestaande ui 66 radioantennes die staat opgesteld in de Atacama woestijn in het noorden van Chili.

Door gebruik te maken van de hoge resolutie van de ALMA-waarnemingen van moleculair gas in het paar sterrenstelsels dat gezamenlijk bekend staat als SPT0311-58 waren de onderzoekers in staat om zowel water als koolmonoxide moleculen te detecteren in de grootste van de twee sterrenstelsels. Zuurstof en koolstof in het bijzonder zijn elementen van de eerste generatie en in de moleculaire vormen van koolmonoxide en waterstof zijn ze essentieel voor leven zoals wij dat kennen.

Het sterrenstelsel SPT0311-58 werd in 2017 met behulp van ALMA gevonden. Het is het meest zware bekende sterrenstelsel van die leeftijd en het bestaat in feite uit twee sterrenstelsels die met elkaar aan het fuseren zijn. Het bevat meer gas en stof vergeleken met sterrenstelsels die dichterbij ons staan en die ook meer volwassen zijn.

Astronomen begrijpen nog niet hoe zo’n enorme hoeveelheid gas en stof zich in het jonge heelal heeft kunnen verzamelen om de eerste sterren en vroege sterrenstelsels te maken. Ze weten echter dat sterren in jonge sterrenstelsels duizend keer sneller worden gevormd dan in ons eigen sterrenstelsel.

Door het gas- en stofgehalte van deze jonge sterrenstelsels te bestuderen krijgen astronomen informatie over hun eigenschappen zoals hoeveel sterren er worden gemaakt, de snelheid waarmee gas wordt omgezet in sterren, hoe sterrenstelsels met elkaar en met het interstellaire medium omgaan en meer.

Na waterstof en koolmonoxide is water het meest voorkomende molecuul in het heelal en er zijn onderzoeken die suggereren dat het als een signatuur voor sterformatie gebruikt kan worden.

Volgens de onderzoekers toont dit belangrijke resultaat de kracht van ALMA aan en draagt de telescoop bij aan een groeiende verzameling waarnemingen van het jonge heelal. Deze moleculen, belangrijk voor het leven op Aarde, ontstaan zo snel als ze kunnen en hun waarneming geeft astronomen inzicht in de fundamentele processen van een heelal dat heel anders is dan het heelal van vandaag.

Het onderzoek werd op 3 november 2021 gepubliceerd in de Astrophysical Journal.

Artikel: Molecular Line Observations in Two Dusty Star-Forming Galaxies at z = 6.9. Sreevani Jarugula, Joaquin D.Vieira, Axel Weiß, Justin S. Spilker, Manuel Aravena, Melanie Archipley, Matthieu Béthermin, Scott C. Chapman, Chenxing Dong, Thomas R. Greve, Kevin Harrington, Christopher C. Hayward, Yashar Hezaveh, Ryley Hill, Katrina C. Litke, Matthew A. Malkan, Daniel P. Marrone, Desika Narayanan, Kedar A. Phadke, Cassie Reuter, Kaja M. Rotermund

Eerste publicatie: 5 november 2021
Bron: space.com