Destijds babymelkwegstelsels. Vervolgens een superzware sterrenstelselcluster?

Net als basketbalontdekkingsreizigers die een lenige, lange tiener spotten, meldden astronomen die de James Webb Space Telescope gebruikten onlangs dat ze tegen het begin der tijden een kleine en boeiende groep jonge sterrenstelsels hebben geïdentificeerd. Wetenschappers zeggen dat deze sterrenstelsels zouden kunnen uitgroeien tot een van de grootste clusters van massa in het universum, een enorme verzameling van duizenden sterrenstelsels en biljoenen sterren.

De zeven sterrenstelsels die ze hebben geïdentificeerd dateren van 13 miljard jaar geleden, slechts 650 miljoen jaar na de oerknal.

“Dit is op dat moment misschien wel het meest massieve systeem in het hele universum”, zegt Takahiro Morishita, een astronoom bij Caltech’s Center for Infrared Processing and Analysis. Hij beschreef de primaire cluster als de buitenste, en daarom de dichtstbijzijnde entiteit die ooit is waargenomen. Dr. Morishita was de hoofdauteur van een rapport over deze ontdekking Maandag in Astrophysical Journal Letters.

Het rapport van de wetenschappers is het resultaat van een grotere inspanning die bekend staat als de Grism Lens-Amplified Survey from Space, die werd georganiseerd door Tommaso Treu, een astronoom aan de Universiteit van Californië, Los Angeles, om vroege wetenschappelijke resultaten van de Webb-telescoop te verzamelen.

De telescoop werd op eerste kerstdag in 2021 in een baan om de zon gelanceerd. Met zijn infrarooddetectoren en dreunende 21-voet brede hoofdspiegel is hij perfect om de beginjaren van het universum te bekijken. Naarmate het universum uitdijt, racen zeer verre sterrenstelsels in ruimte en tijd zo snel weg van de aarde dat het grootste deel van het zichtbare licht en de informatie erover is overgeslagen in onzichtbare infrarode golflengten, zoals sirenes die in toonhoogte dalen.

In het eerste jaar heeft het web al een schat aan heldere sterrenstelsels en de enorme zwarte gaten gevonden die slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal ontstonden.

De Hubble-ruimtetelescoop heeft in de loop der jaren de jongste van de jonge sterrenstelsels ontdekt als rode lichtpuntjes, die op zo’n grote afstand alleen zichtbaar zijn omdat ze worden vergroot door de door de ruimte draaiende zwaartekracht van de Pandora Cluster, een geneste groep sterrenstelsels in de sterrenbeeld. beeldhouwer.

Spectroscopische metingen met behulp van de Webb-telescoop bevestigden dat de zeven punten sterrenstelsels waren en allemaal even ver van de aarde verwijderd waren. Het neemt een strook van de ruimte in beslag met een doorsnede van 400.000 lichtjaar, of ongeveer een zesde van de afstand van hier tot de naaste verwant van de Melkweg, het grote spiraalstelsel Andromeda.

“Dus onze inspanningen om een ​​eerder bekende mogelijke protocluster op te volgen, hebben na bijna 10 jaar eindelijk hun vruchten afgeworpen!” Dr. Morishita schreef.

Volgens berekeningen op basis van de heersende modellen van het heelal, zal de zwaartekracht deze sterrenstelsels uiteindelijk samentrekken tot een massieve cluster met minstens een biljoen sterren. zei Benedetta Volcani van het National Institute of Astrophysics in Italië en een lid van de onderzoeksgroep.

Dankzij de spectrale gegevens konden Dr. Morishita en zijn collega’s ook vaststellen dat de sterren die sommige van deze embryonale sterrenstelsels bewonen, verrassend volwassen waren en grote hoeveelheden elementen bevatten, zoals zuurstof en ijzer, die generaties lang in nucleaire ovens moeten zijn gevormd. van de vorige sterren. Andere sterrenstelsels onder de kleinere sterrenstelsels waren veel zuiverder. Theoretisch waren de eerste sterren in het universum samengesteld uit pure waterstof en helium, de eerste elementen die uit de oerknal tevoorschijn kwamen.

Sommige van deze sterrenstelsels werden geboren met een verbazingwekkende snelheid, 10 keer sneller dan de Melkweg, die 10 tot 100 keer zo groot is. Anderen in de jonge groep produceerden amper één ster per jaar, zei Dr. Morishita, “een interessante diversiteit in een groep sterrenstelsels in dit vroege tijdperk.”

Dit alles vergroot het vermoeden van sommige kosmologen dat het vroege universum veel sneller sterren, sterrenstelsels en zwarte gaten produceerde dan de standaardtheorie voorspelt. In een e-mail zei Dr. Morishita dat er nog steeds geen “crisis” is in de kosmologie.

“De gemakkelijkste verklaring”, schreef hij, “is dat ons eerdere begrip van stervorming en stofproductie in het vroege universum, wat complexe verschijnselen zijn, onvolledig was.”