Astronomisch Nieuws

Webb vindt twee erg heldere sterrenstelsels in het vroege heelal

Twee nieuw gevonden sterrenstelsels, GLASS-z12 en GLASS-z10 genoemd, bestonden al ongeveer 350 respectievelijk 450 miljoen jaar na de Oerknal.

GLASS-Z12 en GLASS-z10
GLASS-z12 (roodverschuiving van 12,5) en GLASS-z10 (roodverschuiving van 10,5) zijn gevonden in deze afbeeldingen van Webb van de buitenste gebieden van de cluster Abell 2744. Credit: NASA / ESA / CSA / T. Treu, UCLA.

GLASS-z12 en GLASS-z10 werden gevonden in een flankerend veld van de Hubble Frontier Fields cluster Abell 2744. Dit is een groep van ongeveer 500 sterrenstelsels, ook bekend als ACO 2744 en Pandora’s Doos, op een afstand van ongeveer 4 miljard lichtjaar.

De waarnemingen zijn gedaan door de James Webb Space Telescope in het kader van het GLASS-JWST Early Release Science Program en de Cosmic Evolution Early Release Survey (CEERS).

Volgens astronoom Dr. Tommaso Treu van de universiteit van Californië is alles wat ze zien nieuw en zijn de vroege sterrenstelsels op vele manieren ongewoon.

GLASS-z12 en GLASS-z10 bestonden al 350 en 450 miljoen jaar na de Oerknal (ze hebben roodverschuivingen van ongeveer 12,5 en 10,5). Toekomstige spectroscopische waarnemingen met de Webb zullen dat bevestigen.

De eerdere recordhouder is een sterrenstelsel met de naam GN-z11. Dit sterrenstelsel was er 400 miljoen jaar na de Oerknal al. Het werd in 2016 gevonden met behulp van de Hubble Space Telescope en de Keck sterrenwacht op Mauna Kea in Hawaï.

De onderzoekers waren verbaasd dat ze met de Webb Telescope het meest verre sterlicht te vinden dat ooit iemand had gezien en dat slechts enkele dagen nadat Webb zijn eerste gegevens had vrijgegeven. Hoewel de afstanden van deze vroege bronnen nog met behulp van spectroscopie moeten worden bevestigd vormt hun extreme helderheid een echte puzzel die het begrip van astronomen over de vorming van sterrenstelsels op de proef stelt.

De nieuwe Webb-waarnemingen leiden astronomen naar een consensus dat een ongewoon aantal sterrenstelsels in het vroege heelal veel helderder was dan verwacht.

Deze sterrenstelsels zouden misschien 100 miljoen jaar na de Oerknal moeten zijn begonnen samen te komen. Astronomen hadden niet verwacht dat de donkere middeleeuwen, zoals ze in de astronomie worden genoemd, zo vroeg zouden zijn geëindigd.

Het oer-heelal zou slechts een honderdste van zijn huidige leeftijd hebben gehad. Dat is maar een klein stukje tijd in de 13,8 miljard jaar oude evoluerende heelal.

GLASS-z12 en GLASS-z10 zijn erg helder. Een optie is dat het massieve sterrenstelsels zijn met veel lichte sterren, zoals in latere sterrenstelsels. Als alternatief zouden ze veel minder massief kunnen zijn, bestaande uit veel minder buitengewoon heldere sterren, bekend als Populatie III-sterren.

Het zouden de eerste sterren zijn die ooit zijn ontstaan, enorm heet en bestaande uit louter oerwaterstof en helium. Pas later kookten sterren zwaardere elementen in hun kernfusie-ovens. Zulke extreem hete oersterren zijn niet te vinden in het lokale heelal.

De verste bron is inderdaad erg compact en de kleuren lijken erop te wijzen dat de stellaire populatie bijzonder verstoken is van zware elementen en zelfs Populatie III-sterren zou kunnen bevatten. Maar alleen spectra opgenomen door Webb zullen dat kunnen uitwijzen.

De huidige afstandsschattingen met de Webb tot deze twee sterrenstelsels zijn gebaseerd op het meten van hun infraroodkleuren.

Uiteindelijk zullen vervolgspectroscopiemetingen die laten zien hoe licht is uitgerekt in het uitdijende heelal onafhankelijke verificatie van deze kosmische maatstafmetingen opleveren.

De resultaten zijn in twee artikelen in de Astrophysical Journal Letters gepubliceerd.

Artikelen:

Eerste publicatie: 18 november 2022
Bron: sci-news, ESA