Webb vindt aanwijzingen voor populatie III-sterren in GN-z11

6 maart 2024 kuuke 245 weergaves GN-z11, halo, helium, jonge heelal, populatie III sterren, sterrenstelsel, webb space telescope, zwart gat

GN-z11 is een uitzonderlijk helder sterrenstelsel dat bestond toen ons heelal nog maar 420 miljoen jaar oud was, waardoor het een van de vroegste en meest verre sterrenstelsels is die ooit zijn waargenomen.

het spectrum van GN-z11 — Deze tweedelige afbeelding toont bewijs van een gasvormige klomp helium in de halo rondom sterrenstelsel GN-z11. In het bovenste gedeelte, uiterst rechts, identificeert een klein vakje GN-z11 in een veld van sterrenstelsels. Het middelste vak toont een ingezoomde afbeelding van het sterrenstelsel. Het vak uiterst links toont een kaart van het heliumgas in de halo van GN-z11, inclusief een klont die niet verschijnt in de infraroodkleuren die in het middelste paneel worden weergegeven. In de onderste helft van de afbeelding toont een spectrum de duidelijke ‘vingerafdruk’ van helium in de halo. Het volledige spectrum vertoont geen bewijs van andere elementen en suggereert dus dat de heliumklomp tamelijk ongerept moet zijn, gemaakt van waterstof en heliumgas dat overblijft na de oerknal, zonder veel verontreiniging door zwaardere elementen geproduceerd door sterren. Theorie en simulaties in de buurt van bijzonder massieve sterrenstelsels uit deze tijdperken voorspellen dat er in de halo gebieden met ongerept gas zouden moeten overleven, en dat deze zouden kunnen instorten en Populatie III-sterrenhopen zouden kunnen vormen. Afbeelding tegoed: NASA / ESA / CSA / Ralf Crawford, STScI.

GN-z11 is een vroeg maar gemiddeld massief sterrenstelsel i het sterrenbeeld Ursa Major – Grote Beer.

Dit sterrenstelsel werd voor het eerst gevonden in 2016 met de Hubble Space Telescope en dateert naar schatting uit de tijd dat het heelal nog maar 420 miljoen jaar oud was, oftewel 3% van zijn huidige leeftijd.

GN-z11 is ongeveer 25 keer kleiner dan ons eigen sterrenstelsel en heeft slechts 1% van de massa aan sterren van ons eigen sterrenstelsel.

Verrassend genoeg herbergt het sterrenstelsel een superzwaar zwart gat met een massa van ongeveer 1,6 miljoen zonsmassa, dat snel tempo materie aantrekt.

Met behulp van het NIRSpec-instrument aan boord van de Webb Space Telescope ontdekten astronomen een gasvormige klomp helium in de halo rond GN-z11.

Het feit dat we niets anders zien dan helium suggereert dat deze klomp redelijk ongerept moet zijn.

Dit is iets dat werd verwacht door de theorie en simulaties in de buurt van bijzonder zware sterrenstelsels uit deze tijdperken – dat er in de halo gebieden met ongerept gas zouden moeten overleven en dat deze zouden kunnen instorten en Populatie III-sterrenhopen zouden kunnen vormen.

Het vinden van nooit eerder geziene Populatie III-sterren – de eerste generatie sterren die vrijwel geheel uit waterstof en helium bestaat – is een van de belangrijkste doelen van de moderne astrofysica.

Er wordt verwacht dat deze sterren zeer massief, zeer lichtsterk en zeer heet zijn.

Hun verwachte signatuur is de aanwezigheid van geïoniseerd helium en de afwezigheid van chemische elementen zwaarder dan helium.

Het ontstaan van de eerste sterren en sterrenstelsels markeert een fundamentele verschuiving in de kosmische geschiedenis, waarin het heelal evolueerde van een donkere en relatief eenvoudige toestand naar de zeer gestructureerde en complexe omgeving die we vandaag de dag zien.

Tijdens toekomstige Webb-waarnemingen willen de onderzoekers GN-z11 diepgaander bestuderen en hopen ze de argumenten voor de Populatie III-sterren die zich mogelijk in de halo bevinden, te versterken.

De bevindingen worden in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics gepubliceerd.

Eerste publicatie: 6 maart 2024
Bron: sci-news

Rapporteer een fout

Kuuke’s Nieuwsbrief

Steun Kuuke met Koffie