Astronomen spotten de allereerste sterrenstelsels-in-wording: 13,4 miljard jaar geleden geboren

Wetenschappers hebben voor het eerst de vorming van de eerste sterrenstelsels in ons universum aanschouwd. Zij gebruikten daarvoor de James Webb-telescoop. De geboorte van deze drie sterrenstelsels vond 13,3 tot 13,4 miljard jaar geleden plaats in een piepjong universum. Om het in perspectief te plaatsen: ons heelal is 13,8 miljard jaar oud.

Kort na de oerknal bestond het heelal uit heet plasma en was er nog geen licht. Langzaam koelde dit plasma af, waarna elektronen en protonen waterstofatomen vormden. 250 tot 350 miljoen jaar na de oerknal ontstonden de eerste sterren, al waren dit wel extreem zware sterren die slechts een paar miljoen jaar leefden. Door de energie van deze sterren ioniseerde waterstofgas en werd het universum transparant. Deze periode noemen astronomen het tijdperk van de herionisatie. Kort daarna – zo’n 13,4 a 13,5 miljard jaar geleden – ontstonden steeds meer sterren en sterrenstelsels, zoals de drie sterrenstelsels-in-wording die nu door James Webb zijn gespot.

De Deense wetenschappers zagen hoe grote hoeveelheden gas zich ophoopten bij kleine sterrenstelsels-in-wording. Het is voor het eerst dat zij dit direct observeren. Natuurlijk zijn er al vele theorieën en computersimulaties over de vorming van sterrenstelsels, maar niet eerder is het zo duidelijk waargenomen als nu. Deze modellen kunnen dankzij de ontdekking vergeleken worden met de ‘echte’ piepjonge sterrenstelsels, waardoor wetenschappers deze computersimulaties verder kunnen verfijnen.

“Het zijn de eerste directe beelden van de vorming van de allereerste sterrenstelsels”, vertelt assistent-professor Kasper Elm Heintz van het Niels Bohr-instituut. “Dankzij James Webb zijn er al sterrenstelsels in andere stadia van de evolutie waargenomen, maar nu zijn we getuigen van de geboorte van de allereerste stelsels.” Volgens de onderzoekers zijn de drie sterrenstelsels 400 tot 600 miljoen jaar na de oerknal ontstaan.

Artistieke impressie van deze sterrenstelsels-in-wording.

Gaswolken doemen op in infrarood
James Webb is een infraroodtelescoop, waardoor wetenschappers dieper in het universum kunnen kijken. Infraroodstraling dringt namelijk door stofwolken heen, terwijl zichtbaar licht door stofwolken wordt tegengehouden. Daarnaast verschuift het licht van verre objecten naar het infraroodgebied, wat ook wel roodverschuiving wordt genoemd, en dit licht kan James Webb opvangen. Tenslotte is infraroodstraling ideaal voor het detecteren van koelere objecten. In het geval van de drie sterrenstelsels-in-wording hebben de wetenschappers koude, neutrale gaswolken gespot. Dit waren de bouwstenen van de eerste sterrenstelsels. Zij keken specifiek naar hoe licht van deze sterrenstelsels werd geabsorbeerd door het neutrale gas in de nabije omgeving. Deze overgang wordt door wetenschappers ook wel de Lyman-alpha-overgang genoemd.

Nog verder terug in de tijd?
Het onderzoeksteam hoopt dat deze ontdekkingen leiden tot nieuwe vondsten. “Misschien kunnen we wel nog verder terug”, vertelt PhD-student Simone Vejlgaard van het Niels Bohr-instituut. “Een van de grootste levensvragen is: waar komen wij vandaan? Dankzij dit soort ontdekkingen leren we hoe de eerste structuren in het universum zijn ontstaan en kunnen we de puzzel verder afmaken”, vult assistent-professor Gabriel Brammer aan.

Bronmateriaal

"Birth of universe’s earliest galaxies observed for first time" - Eurekalert
Afbeelding bovenaan dit artikel: NASA

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd