Diep in het vroege heelal kijkend met NASA's James Webb ruimtetelescoop, hebben astronomen iets unieks gevonden: een sterrenstelsel met een vreemd lichtsignaal, dat zij toeschrijven aan het gas dat de sterren overschaduwt. Sterrenstelsel GS-NDG-9422 (9422), dat ongeveer een miljard jaar na de oerknal is gevonden, is mogelijk een ontbrekende schakel in de galactische evolutie tussen de eerste sterren in het heelal en bekende, gevestigde sterrenstelsels.
“Mijn eerste gedachte toen ik naar het spectrum van het sterrenstelsel keek, was 'dat is vreemd', en dat is precies waarvoor de Webb-telescoop is ontworpen: totaal nieuwe fenomenen in het vroege heelal die ons zullen helpen begrijpen hoe het kosmische verhaal begon,” zei hoofdonderzoeker Alex Cameron van de Universiteit van Oxford. Cameron nam contact op met collega Harley Katz, een theoreticus, om de vreemde gegevens te bespreken. Door samen te werken ontdekte hun team dat computermodellen van kosmische gaswolken die verhit worden door zeer hete, massieve sterren, zodanig dat het gas helderder scheen dan de sterren, bijna perfect overeenkomen met de waarnemingen van Webb.
“Het lijkt erop dat deze sterren veel heter en massiever moeten zijn dan wat we in het lokale heelal zien, wat logisch is omdat het vroege heelal een heel andere omgeving was,” zei Katz, van Oxford en de Universiteit van Chicago. In het lokale heelal hebben typische hete, massieve sterren een temperatuur tussen de 40.000 tot 50.000 graden Celsius. Volgens het team heeft sterrenstelsel 9422 sterren die heter zijn dan 80.000 graden Celsius.
Het onderzoeksteam vermoedt dat het sterrenstelsel zich midden in een korte fase van intense stervorming bevindt binnen een wolk van dicht gas die een groot aantal massieve, hete sterren produceert. De gaswolk wordt getroffen door zoveel lichtfotonen van de sterren dat hij extreem helder schijnt. Behalve dat het nieuw is, is het nevelgas dat sterren overschaduwt ook intrigerend omdat het iets is dat wordt voorspeld in de omgevingen van de eerste generatie sterren in het heelal, die astronomen classificeren als Populatie III-sterren.
“We weten dat dit sterrenstelsel geen Populatie III-sterren heeft, omdat de Webb-gegevens te veel chemische complexiteit laten zien. De sterren in dit sterrenstelsel zijn echter anders dan waar we bekend mee zijn - de exotische sterren in dit sterrenstelsel zouden een leidraad kunnen zijn om te begrijpen hoe sterrenstelsels zijn overgegaan van oersterren naar de soorten sterrenstelsels die we al kennen,” aldus Katz. Op dit moment is sterrenstelsel 9422 slechts één voorbeeld van deze fase in de ontwikkeling van sterrenstelsels, dus er zijn nog veel vragen te beantwoorden. Komen deze omstandigheden veel voor in sterrenstelsels in deze periode, of zijn ze zeldzaam? Wat kunnen ze ons nog meer vertellen over eerdere fasen in de evolutie van sterrenstelsels? Cameron, Katz en hun collega's zijn actief op zoek naar meer sterrenstelsels om aan deze populatie toe te voegen om beter te begrijpen wat er in het heelal gebeurde in de eerste miljard jaar na de oerknal.
“Het is een spannende tijd om de Webb-telescoop te kunnen gebruiken om deze tijd in het heelal te onderzoeken die ooit ontoegankelijk was,” zei Cameron. “We staan nog maar aan het begin van nieuwe ontdekkingen en begrip.”
Bron: NASA
