Twee verschillende teams van astronomen hebben zuurstof ontdekt in het verst bekende sterrenstelsel, JADES-GS-z14-0. De ontdekking, die in twee afzonderlijke studies wordt gemeld, was mogelijke dankzij de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) partner is. Deze baanbrekende ontdekking zet astronomen aan het denken over hoe snel sterrenstelsels in het vroege heelal zijn ontstaan. JADES-GS-z14-0 werd vorig jaar ontdekt en is het verste bevestigde sterrenstelsel dat ooit is waargenomen. Zijn licht heeft er 13,4 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken, wat betekent dat we het zien zoals het was toen het heelal nog geen 300 miljoen jaar oud was – ongeveer twee procent van zijn huidige leeftijd. De nieuwe detectie van zuurstof met ALMA, een astronomische interferometer in de Chileense Atacama-woestijn, wijst erop dat het sterrenstelsel in chemisch opzicht veel verder ontwikkeld is dan verwacht. ‘Het is alsof je een puber aantreft op een plek waar je alleen baby’s zou verwachten,’ zegt Sander Schouws, promovendus aan de Sterrewacht Leiden en hoofdauteur van het door Nederlandsers geleide onderzoek, dat nu is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. ‘De resultaten laten zien dat het sterrenstelsel zich heel snel heeft gevormd en ook snel volwassen wordt, wat bijdraagt aan het toenemende vermoeden dat de vorming van sterrenstelsels veel sneller gaat dan verwacht.’ Sterrenstelsels beginnen hun leven meestal als verzamelingen van jonge sterren die voornamelijk bestaan uit lichte elementen zoals waterstof en helium. In de loop van hun bestaan produceren deze sterren zwaardere elementen, zoals zuurstof, die na hu dood over hun moederstelsel worden verspreid. Astronomen dachten dat het heelal bij een leeftijd van 300 miljoen jaar nog te jong was om sterrenstelsels te hebben die veel zware elementen bevatten. Uit de twee ALMA-studies blijkt echter dat JADES-GS-z14-0 ongeveer tien keer zoveel zware elementen bevat als verwacht. ‘Ik stond versteld van de onverwachte resultaten, omdat ze een nieuwe kijk gaven op de eerste ontwikkelingsfase van sterrenstelsels’, zegt Stefano Carniani van de Scuola Normale Superiore in Pisa, Italië, en hoofdauteur van het tweede artikel dat nu is geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics.’ ‘Het bewijs dat een sterrenstelsel al volwassen kan zijn in het jonge heelal roept vragen op over wanneer en hoe sterrenstelsels zijn ontstaan.’ De detectie van zuurstof heeft astronomen ook in staat gesteld om hun afstandsmetingen van JADES-GS-z14-0 veel nauwkeuriger te maken. ‘De ALMA-detectie biedt een buitengewoon nauwkeurige meting van de afstand van het sterrenstelsel, met een onzekerheid van slechts 0,005 procent. Dit precisieniveau – vergelijkbaar met een meetnauwkeurigheid van vijf centimeter over een afstand van een kilometer – helpt ons om ons begrip van de eigenschappen van verre sterrenstelsels te verfijnen,’ voegt Eleonora Parlanti, promovendus aan de Scuola Normale Superiore van Pisa en medeauteur van het onderzoek in Astronomy & Astrophysics [1] daar aan toe. (EE) (Image credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Carniani et al./S. Schouws et al/JWST: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)
