James Webb Space Telescope ontdekt ‘kosmische wijnstok’ in het vroege heelal
De Webb Space Telescope heeft een enorme keten van twintig sterrenstelsels in het vroege heelal gevonden. Dit roept vragen op over het ontstaan van de grootste structuren in het heelal.
Astronomen die gegevens van de Webb Space Telescope gebruiken hebben een enorme keten van minstens 20 dicht opeengepakte sterrenstelsels uit het vroege heelal gevonden. Deze zou inzicht kunnen verschaffen in hoe de meest massieve structuren in het heelal ontstaan.
Deze megastructuur – bijgenaamd de “Kosmische Wijnstok” werd op 8 november gepubliceerd op de preprintserver arXiv – zweeft in een boogvorm door de ruimte en is naar schatting meer dan 13 miljoen lichtjaar lang en ongeveer 650.000 lichtjaar breed. (Ter vergelijking: ons sterrenstelsel is ongeveer 100.000 lichtjaar breed.) Astronomen ontdekten de enorme rank van gas en sterrenstelsels tijdens het bestuderen van Webb-waarnemingen van een gebied tussen de sterrenbeelden Ursa Major – Grote Beer en Boötes – Ossenhoeder.
Het team zocht specifiek naar licht van zeer vroege sterrenstelsels en concentreerde zich op een eigenschap die roodverschuiving wordt genoemd. Dit is een maatstaf voor de toename van de golflengte van licht terwijl het grote afstanden door het uitdijende heelal aflegt. Alle sterrenstelsels die in de Kosmische Wijnstok zijn waargenomen vertoonden een roodverschuiving van ongeveer 3,44, wat betekent dat het licht dat door de objecten wordt uitgezonden tussen de 11 miljard en 12 miljard jaar heeft gereisd – of gedurende het grootste deel van de levensduur van ons 13,8 miljard jaar oude het heelal – voordat het de detectoren van de Webb Space Telescope bereikte.
De Kosmische Wijnstok is ‘significant groter” dan andere groepen sterrenstelsels die zo vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn waargenomen. Volgens de onderzoekers lijkt de Wijnstok op weg om een cluster van sterrenstelsels te worden; dit zijn de meest massieve structuren in het heelal die door de zwaartekracht met elkaar zijn verbonden, met massa’s die doorgaans variëren van honderden miljarden tot biljarden zonsmassa’s.
Voorlopig heeft de Kosmische Wijnstok een geschatte massa van ongeveer 260 miljard zonsmassa en groeit nog steeds – maar de twee grootste sterrenstelsels zijn misschien klaar om ermee op te houden. Tijdens het bestuderen van de golflengten van het licht dat door de twee sterrenstelsels wordt uitgezonden, ontdekten de onderzoekers dat de stervorming daar vrijwel is gestopt, waardoor ze worden bestempeld als “rustige” of “uitgedoofde” sterrenstelsels.
De auteurs vroegen zich af wat de boosdoener is die in zo’n vroeg kosmisch tijdperk de stervorming kan stoppen. Ze merkten op dat het ongebruikelijk is om in het oude heelal zulke grote sterrenstelsels aan te treffen die al bijna geen stervormingsgas meer hebben. Eén mogelijkheid is dat beide sterrenstelsels het resultaat zijn van recente galactische fusies, waarbij kosmische botsingen tot wilde uitbarstingen van stervorming hebben geleid die het grootste deel van het beschikbare gas van de sterrenstelsels ongeveer een half miljard jaar vóór de waarnemingen van de JWST hebben uitgeput.
Zoals bij veel recente JWST-ontdekkingen roept de Kosmische Wijnstok meer vragen op over de aard van ons heelal dan hij beantwoordt. Er is dus verder onderzoek nodig om de mysteries op te lossen die achter deze oude galactische keten schuilgaan.
Artikel: Shuowen Jin et al, Cosmic Vine: A z=3.44 Large-Scale Structure Hosting Massive Quiescent Galaxies, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2311.04867
Eerste publicatie: 23 november 2023
Bron: NASA
