Bij nieuw onderzoek onder leiding van astronomen van de Nagoya Universiteit en het Nationaal Astronomisch Observatorium van Japan is de leeftijd van een zeer ver sterrenstelsel gemeten.
Met behulp van de ALMA-radiotelescoop heeft het team een radiosignaal van dit stelsel opgespoord dat ongeveer 97% van de leeftijd van het heelal onderweg is geweest.
De ontdekking bevestigt het bestaan van sterrenstelsels in het zeer vroege heelal, zoals die met de Webb-ruimtetelescoop zijn ontdekt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).
Het sterrenstelsel, GHZ2/GLASS-z12 geheten, werd oorspronkelijk ontdekt tijdens de GLASS-survey, een ‘hemelverkenning’ met de Webb-ruimtetelescoop waarbij diep in het heelal wordt gekeken.
Deze waarnemingen bestaan uit reeksen opnamen die door verschillende kleurfilters worden gemaakt.
Bij verre sterrenstelsels doet het licht er zo lang over om ons te bereiken, dat de kleur van hun licht door de uitdijing van het heelal is verschoven naar het rode deel van het lichtspectrum.
Het feit dat GHZ2/GLASS-z12 een rode kleur vertoont, werd dan ook gezien als een duidelijke aanwijzing dat het om een ver sterrenstelsel kon gaan.
Al tijdens zijn eerste bedrijfsweken registreerde Webb enorm veel heldere rode sterrenstelsels.
Een rode kleur vormt echter niet het doorslaggevende bewijs dat een sterrenstelsel heel ver van ons verwijderd is.
Ook een nabijer stelsel dat zeer veel stof bevat ziet er rood uit.
Alleen rechtstreekse waarnemingen van spectraallijnen, lijnen in het lichtspectrum van een sterrenstelsel die worden gebruikt om de daarin aanwezige elementen te identificeren, kunnen de werkelijke afstanden van deze sterrenstelsels met zekerheid bevestigen.
Onmiddellijk na de ontdekking van de potentieel zeer verre sterrenstelsels hebben twee beginnende onderzoekers van de Universiteit van Nagoya en het Nationaal Astronomisch Observatorium van Japan de veertig radiotelescopen van de ALMA-array in Chili gebruikt om op jacht te gaan naar een spectraallijn die de werkelijke leeftijd van de sterrenstelsels kan bevestigen.
ALMA werd op GHZ2/GLASS-z12 gericht, om op de frequentie die uit de Webb-waarnemingen kon worden afgeleid naar een emissielijn van zuurstof te zoeken.
Zuurstof is, vanwege zijn relatief korte vormingstijd, een element dat in verre sterrenstelsels in overvloed aanwezig is.
Door de signalen van alle afzonderlijke radioschotels van ALMA te combineren, lukte het inderdaad om de gezochte emissielijn dicht bij de positie van het sterrenstelsel te detecteren.
De waargenomen roodverschuiving van de lijn geeft aan dat we het sterrenstelsel zien zoals het er slechts 367 miljoen jaar na de oerknal – ruim 13 miljard jaar geleden dus – uitzag.
De heldere lijn geeft aan dat het sterrenstelsel zijn gasvoorraden snel heeft verrijkt met elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium.
Dit levert informatie op over de vorming en evolutie van de eerste generatie sterren en hun levensduur.
Ook zou de kleine ‘kloof’ die te zien is tussen het zuurstofgas en de straling van de sterren in GHZ2/GLASS-z12 erop kunnen wijzen dat er in deze vroege sterrenstelsels hevige explosies hebben plaatsgevonden waarbij veel gas de ruimte in is geblazen. (EE)
(Image Credit: NASA/ESA/CSA/T. Treu, UCLA/NAOJ/T. Bakx, Nagoya University)
