Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, heldere waterstofemissie ontdekt van een sterrenstelsel in een verrassend vroege periode in de geschiedenis van het heelal. Hoe dit licht zich een weg heeft kunnen banen door de dichte mist van neutrale waterstof die de ruimte destijds vulde is onduidelijk (Nature). De beelden van de Webb-telescoop tonen het enorm verre sterrenstelsel met de aanduiding JADES-GS-z13-1 op het moment dat het heelal nog maar 330 miljoen jaar oud was. Het spectrum van het stelsel vertoont een onverwachte eigenschap: een specifiek helder soort licht dat Lyman-alfa-emissie wordt genoemd. Deze straling, afkomstig van waterstofatomen, was veel sterker dan astronomen voor mogelijk hielden voor dit vroege kosmische tijdperk. ‘Het vroege heelal was gehuld in een dichte mist van neutrale waterstof’, legt teamlid Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge en University College London uit. ’Het grootste deel van deze nevel verdween door een proces dat reïonisatie wordt genoemd en dat pas ongeveer een miljard jaar na de oerknal werd afgerond. Maar we zien GS-z13-1 toen het heelal nog maar 330 miljoen jaar oud was. Toch vertoont het een verrassend duidelijke signatuur van Lyman-alfa emissie, alsof de omringende mist al is opgetrokken.’ Voor en tijdens het reïonisatie-tijdperk hielden de immense hoeveelheden neutrale waterstof waarin sterrenstelsels gehuld waren de energierijke ultraviolette straling van hun sterren tegen, totdat er genoeg sterren waren gevormd om het waterstofgas te ioniseren. De ontdekking dat GS-z13-1 Lyman-alfastraling uitzendt heeft daarom grote gevolgen voor ons begrip van het vroege heelal. ‘Gezien onze kennis van de manier waarop het heelal is geëvolueerd hadden we een sterrenstelsel als dit niet mogen vinden’, aldus Kevin Hainline, een teamlid van de Universiteit van Arizona (VS). Waar de Lyman-alfa-straling van het sterrenstelsel vandaan komt, is nog onbekend, maar het is denkbaar dat een deel ervan afkomstig is van de eerste sterren die in het heelal zijn ontstaan. Deze sterren waren veel zwaarder, heter en helderder dan de sterren die later werden gevormd. Een andere mogelijkheid is het optrekken van de kosmische mist werd veroorzaakt door de actieve kern van een sterrenstelsel, die door een van de eerste superzware zwarte gaten werd aangedreven. (EE) (Image credit: (NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA), Joris Witstok (Cambridge, University of Copenhagen), P. Jakobsen (University of C)
