Astronomen die het vroege heelal onderzoeken, hebben met behulp van de Webb-ruimtetelescoop een verrassende ontdekking gedaan: een cluster van zware sterrenstelsels-in-wording rond een extreem rode quasar.
Dit resultaat zal worden gepubliceerd in het vakblad Astrophysical Journal Letters (preprint).
Een quasar, een speciaal soort actieve galactische kern (AGN), is een compact gebied met een superzwaar zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel.
Gas dat naar het zwarte gat toe valt, maakt de quasar dermate helder dat de rest van het stelsel daarbij verbleekt.
Het licht van de quasar die met Webb is onderzocht – SDSS J165202.64+172852.3 of kortweg J1652 – heeft er 11,5 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken.
De quasar bestond dus 11,5 miljard jaar geleden al, en moet kort na de oerknal zijn ontstaan.
Het object is buitengewoon rood – niet alleen van zichzelf, maar ook omdat het licht van het sterrenstelsel door de enorme afstand sterk roodverschoven is.
Dat maakt dat Webb, met zijn ‘infraroodogen’, heel geschikt is om het stelsel te onderzoeken.
J1652 is een van de helderste galactische kernen die op zo’n extreem grote afstand is waargenomen.
Om de beweging van het gas, het stof en het stellaire materiaal in het omringende sterrenstelsel te onderzoeken, hebben de astronomen gebruik gemaakt van Webb’s Near Infrared Spectrograph (NIRSpec). Met dit instrument kunnen de zogeheten jets en sterrenwinden rond de quasar in kaart worden gebracht.
NIRSpec verzamelt in één klap spectra over het hele beeldveld van de ruimtetelescoop, in plaats van punt voor punt.
Daardoor kan Webb tegelijkertijd de quasar, het sterrenstelsel en de wijdere omgeving onderzoeken.
Eerdere onderzoeken met de Hubble-ruimtetelescoop en diverse telescopen op aarde hadden al aan het licht gebracht dat de quasar een krachtige jet uitstoot.
Ook was al de indruk ontstaan dat zijn moederstelsel bezig was om met een onzichtbare soortgenoot samen te smelten.
Maar vooraf was niet verwacht dat Webb dit object zo duidelijk in beeld zou kunnen brengen.
Op de nieuwe opname is goed te zien dat er minstens nóg drie stelsels om de quasar zwermen.
Mogelijk vormen zij de kern van een jonge cluster van sterrenstelsels, waarvan het bestaan nu pas aan het licht is gekomen.
De drie bevestigde sterrenstelsels draaien met ongelooflijk hoge snelheden om elkaar heen, wat erop wijst dat er veel massa in het spel is.
In combinatie met het feit dat ze dicht opeengepakt zitten rond de quasar, is dit volgens de astronomen een van de meest compacte ‘bouwplaatsen’ van sterrenstelsels in het vroege heelal.
‘Zelfs één sterke opeenhoping van donkere materie is niet voldoende om dit te verklaren,’ zegt onderzoeksleider Dominika Wylezalek van de Universiteit van Heidelberg (Duitsland).
‘We denken dat we een gebied zien waar twee massarijke halo’s van donkere materie samensmelten.’
Donkere materie is een onzichtbaar bestanddeel van het heelal dat sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels bijeenhoudt. (EE)
(Image Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, D. Wylezalek, A. Vayner & het Q3D Team, N. Zakamska.)
