Een internationaal onderzoeksteam heeft, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, voor het eerst spectroscopische waarnemingen gedaan van de zwakste sterrenstelsels tijdens de eerst miljard jaar van het heelal (Nature). De waarnemingen lossen een vraagstuk op waar astronomen al lang mee worstelen: welke objecten hebben de reionisatie van het heelal veroorzaakt? Er is nog veel onduidelijk over de periode in de vroege geschiedenis van het heelal die bekendstaat als het tijdperk van reionisatie. Tot aan deze periode was het heelal gevuld met een dichte ‘mist’ van waterstofgas, waardoor de ruimte in duisternis was gehuld. Daar kwam pas verandering in toen de eerste sterren het hen omringende gas ioniseerden en hun licht zich ongehinderd kon voortplanten. Astronomen zijn al tientallen jaren bezig om bronnen van straling op te sporen die krachtig genoeg kunnen zijn geweest om de kosmische waterstofmist geleidelijk te doen optrekken. Bij het nieuwe onderzoek hebben de astronomen Webb gericht op de Abell 2744, een cluster van sterrenstelsels op ongeveer vier miljard lichtjaar van de aarde die ook wel Pandora’s Cluster wordt genoemd. Deze enorme samenscholing van sterrenstelsels vervormt het weefsel van de ruimte, waardoor zij als een enorme natuurlijke lens fungeert. Als gevolg daarvan vergroot en vervormt de lenscluster de beelden van verre sterrenstelsels. Dankzij dit zogeheten zwaartekrachtlenseffect konden de astronomen objecten onderzoeken die van ons uit gezien ver achter Abell staan. Daarbij hebben ze acht extreem zwakke sterrenstelsels ontdekt die normaal gesproken zelfs met de geavanceerde Webb-ruimtetelescoop niet waarneembaar zouden zijn geweest. Uit het onderzoek blijkt dat deze zwakke sterrenstelsels enorme veel ultraviolet licht uitzenden – vier keer zoveel als tot nu toe werd aangenomen. Dit betekent dat de meeste energierijke fotonen die het heelal hebben gereïoniseerd waarschijnlijk van dwergstelsels als deze afkomstig waren. Om tot deze conclusie te komen, heeft het team extreem gevoelige beeldgegevens van de Webb-ruimtetelescoop gecombineerd met opnamen die de ‘oude’ Hubble-ruimtetelescoop van Abell 2744 heeft gemaakt. Zo konden extreem zwakke kandidaat-sterrenstelsels uit het reionisatietijdperk worden geselecteerd. Vervolgens werden met de nabij-infraroodspectrograaf van Webb de spectra van deze stelsels vastgelegd. Het is voor het eerst dat astronomen een betrouwbare schatting hebben kunnen maken van hoe talrijk de dwergstelsels in het vroege heelal waren. De resultaten bevestigen dat ze het meest voorkomende soort sterrenstelsels waren. (EE)
(Image Credit: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology), R. Bezanson (University of Pittsburgh), A. Pagan (STScI)
