Tijdens de 242ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Albuquerque (VS) wordt gehouden, zijn de eerste resultaten gepresenteerd van de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey oftewel JADES. Bij deze survey kijkt de Webb-ruimtetelescoop diep het heelal in om een aantal van de zwakste en verste sterrenstelsels te bestuderen.
De voorlopige oogst: honderden sterrenstelsels die al bestonden toen het heelal minder dan 600 miljoen jaar oud was, en sterrenstelsels die herhaalde uitbarstingen van stervorming (ook bekend als starbursts) hebben ondergaan en nu grote aantallen jonge, hete sterren bevatten. Gedurende honderden miljoenen jaren na de oerknal was het heelal gevuld met een ‘mist’ van gas die de ruimte ondoorzichtig maakte voor energierijk licht.
Pas een miljard jaar na de oerknal was deze mist opgetrokken en werd het heelal transparant – een proces dat bekendstaat als reïonisatie.
Wetenschappers vragen zich al geruime tijd af wat de belangrijkste veroorzakers van dit reïonisatie-proces zijn geweest: actieve superzware zwarte gaten of sterrenstelsels vol hete, jonge sterren.
Als onderdeel van het JADES-programma onderzoeken astronomen verre sterrenstelsels op tekenen van stervorming, en die hebben ze in overvloed gevonden. Bijna alle verre stelsels die met Webb zijn opgespoord vertonen ongewoon sterke signaturen van emissielijnen die wijzen op de recente vorming van grote aantallen zware sterren.
Deze heldere sterren produceerden een stortvloed aan ultraviolet licht, dat ervoor zorgde dat de atomen van het alomaanwezige gas elektronen kwijtraakten oftewel werden geïoniseerd.
Omdat deze vroege sterrenstelsels zo’n grote populatie van hete, zware sterren bevatten, waren zij mogelijk de belangrijkste drijvende kracht achter het reïonisatie-proces. De karakteristieke sterke emissielijnen die zijn waargenomen, zijn ontstaan door de latere hereniging van elektronen en atoomkernen.
Er zijn ook aanwijzingen gevonden dat de perioden van snelle stervorming die de jonge sterrenstelsels hebben doorgemaakt werden afgewisseld met rustige perioden waarin minder sterren werden gevormd.
Mogelijk kwam dit doordat de stelsels tijd nodig hadden om gas uit hun omgeving aan te trekken.
Maar omdat zware sterren al vrij kort na hun ontstaan exploderen, is het ook denkbaar dat er met tussenpozen zoveel energie in hun omgeving werd gepompt, dat het daar aanwezige gas niet tot nieuwe sterren kon samenklonteren.
Een ander onderdeel van het JADES-programma is de zoektocht naar sterrenstelsels die al bestonden toen het heelal minder dan 400 miljoen jaar oud was.
Door deze vroege sterrenstelsels te bestuderen, kunnen astronomen onderzoeken in hoeverre de stervorming in de eerste jaren na de oerknal anders verliep dan nu.
Vóór Webb waren er uit de periode tot 650 miljoen jaar na de oerknal slechts enkele tientallen sterrenstelsels bekend, maar JADES heeft nu bijna duizend van deze extreem verre sterrenstelsels opgespoord – veel meer dan vooraf werd verwacht. (EE)
(Image Credit: (NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (University of Arizona), Daniel Eisenstein (CfA)
