GN-z11 bevestigd als het verst verwijderde sterrenstelsel

Het verstverwijderde sterrenstelsel GZ-z11 in het sterrenbeeld Grote Beer
Deze afbeelding toont GN-z11. Het is een helder stervormend sterrenstelsel op een afstand van z = 10,957. Credit: NASA / ESA / P. Oesch, Yale University / G. Brammer, STScI / P. van Dokkum, Yale University / G. Illingworth, University of California, Santa Cruz.

GN-z11 is een jong sterrenstelsel met een gemiddelde massa dat zich in het sterrenbeeld Ursa Major – Grote Beer bevindt. Het is waargenomen toen het heelal naar schatting pas 420 miljoen jaar oud was. Dat is ongeveer 3% van de huidige leeftijd van het heelal.

Uit eerdere onderzoeken was al gebleken dat GN-z11, op een afstand van ongeveer 13,4 miljard lichtjaar, het verst waarneembare sterrenstelsel is. Maar het meten en verifiëren van een dergelijke afstand is geen eenvoudige taak.

In een nieuw onderzoek wilden Dr. Kashikawa en collega’s van de universiteit van Tokyo en het National Astronomical Observatory van Japan de roodverschuiving van GN-z11 bepalen.

Bepaalde chemische kenmerken, emissielijnen genaamd, drukken verschillende patronen van het licht van verre objecten af. Door te meten hoe uitgerekt deze kenmerkende handtekeningen zijn kunnen astronomen afleiden hoe ver licht heeft moeten reizen. Hiermee kan dan de afstand tot het object worden berekend.

De onderzoeksgroep keek specifiek naar ultraviolet licht want dat is het gebied van het elektromagnetische spectrum waarvan men verwachtte dat men de roodverschoven chemische handtekeningen zou kunnen vinden.

De Hubble Space Telescope heeft het emissiespectrum van GN-z11 verschillende keren gedetecteerd maar zelfs de Hubble is niet in staat om de ultraviolette emissielijnen voldoende op te lossen.

De onderzoekers maakten daarom ook gebruik van waarnemingen in het nabije infrarood die men verkreeg met de MOSFIRE spectrograaf van de Keck I telescoop in Hawaï. Uit deze waarnemingen werd een roodverschuiving voor GN-z11 van z = 10,957 bepaald.

MOSFIRE kon de emissielijnen van GN-z11 gedetailleerd waarnemen waardoor de astronomen een veel betere berekening van de afstand kon maken dan voorheen mogelijk was.

De resultaten van het onderzoek werden in het tijdschrift Nature Astronomy gepubliceerd.

Artikel: L. Jiang et al. Evidence for GN-z11 as a luminous galaxy at redshift 10.957. Nat Astron, published online December 14, 2020; doi: 10.1038/s41550-020-01275-y

 

Eerste publicatie: 19 december 2020
Bron: Sci-News