De adembenemende foto verschaft meer inzicht in hoe het stelsel al miljarden jaren lang aan verandering onderhevig is.

Misschien heb je weleens van het Karrenwielstelsel gehoord; een sterrenstelsel te vinden op zo’n 500 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Het stelsel bevindt zich in het sterrenbeeld Beeldhouwer en staat met name bekend om zijn vrij eigenaardige vorm. Zoals de naam al doet vermoeden ziet het stelsel er namelijk uit als het wiel van een wagen; het resultaat van een immense botsing. Nu hebben onderzoekers met behulp van ruimtetelescoop James Webb het Karrenwielstelsel opnieuw gadegeslagen. En dat levert enkele interessante inzichten op.

Botsing
Zoals gezegd is het unieke voorkomen van het Karrenwielstelsel te herleiden naar een intense gebeurtenis; een enorme, botsing tussen een groot spiraalstelsel en een kleiner sterrenstelsel. De botsing had met name gevolgen voor zijn vorm en structuur; zo bestaat het Karrenwielstelsel nu uit twee ringen – een heldere binnenring en een kleurrijke buitenring. Deze twee ringen breiden zich naar buiten toe uit, vergelijkbaar met rimpelingen in een vijver nadat er een steen in is gegooid. Vanwege deze onderscheidende kenmerken noemen astronomen dit ook wel een ‘ringstelsel’, een structuur die minder vaak voorkomt dan spiraalstelsels zoals onze Melkweg.

Stof
Astronomen hebben al eerder met krachtige telescopen – waaronder ruimtetelescoop Hubble – het Karrenwielstelsel bestudeerd. Maar dat ging niet altijd zonder slag of stoot. Het stelsel is namelijk – vrij letterlijk – gehuld in mysterie. Zo bevat met name de heldere kern een enorme hoeveelheid heet stof, waar lastig doorheen te turen is. Maar nu hebben we de James Webb-telescoop. En dankzij zijn vermogen om infraroodlicht te detecteren, kunnen wetenschappers veel meer over de aard van het Karrenwielstelsel onthullen.

Het Karrenwielstelsel: een groot roze, gespikkeld sterrenstelsel dat de vorm heeft van een wiel. Links zijn twee kleinere, spiraalvormige sterrenstelsels van ongeveer dezelfde grootte te zien, die sterk afsteken tegen de gitzwarte achtergrond. Afbeelding: NASA, ESA, CSA, STScI

Hierboven is het Karrenwielstelsel door de ogen van James Webb te bewonderen. De grote rechter ring betreft het Karrenwielstelsel, terwijl links twee kleinere, begeleidende sterrenstelsels te aanschouwen zijn, tegen een achtergrond van vele andere sterrenstelsels. Op de foto zijn de spiraalvormige spaken van het Karrenwielstelsel goed te zien, die in wezen het skelet van het stelsel vormen. Hoewel de spaken al eerder door Hubble zijn afgebeeld, komen ze nu op deze foto van Webb nog prominenter naar voren.

Wat is er te zien?
In de helderste gebieden van het Karrenwielstelsel houden zich gigantische jonge sterrenhopen op. De buitenste ring, die al zo’n 440 miljoen jaar lang uitdijt, wordt gedomineerd door stervorming en supernova’s. Terwijl deze ring uitzet, ploegt hij zich door omringend gas, wat vervolgens tot de vorming van nieuwe sterren leidt.

NIRCam
Dankzij Webb’s NIRCam (wat staat voor Near Infrared Camera) hebben astronomen nu meer afzonderlijke sterren in het Karrenwielstelsel gespot. Dat komt omdat de infraroodcamera dwars door stof heen kijkt. De hieronder afgebeelde blauwe stippen en vlekken betreffen de individuele sterren en stervormingsgebieden. Bovendien onthult de NIRCam de verschillen tussen de vorm van de oudere sterpopulaties (een gladde structuur) en die van jongere sterpopulaties (die er vrij ‘klonterig’ uitzien).

Foto vervaardigd met behulp van Webb’s Mid-Infrared Instrument. Op deze afbeelding zijn de heldere binnenring en de actieve buitenring goed te aanschouwen. Hoewel er met name in deze buitenring veel stervorming plaatsvindt, onthult de foto ook in het stoffige gebied ertussen veel sterren en sterrenhopen. Afbeelding: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

Vervolgens hebben onderzoekers met behulp van Webb’s Mid-Infrared Instrument het stof nader onder de loep genomen (de roodgekleurde gebieden op de eerste foto). Het leidt tot een interessante ontdekking. Zo blijkt uit de gegevens dat het Karrenwielstelsel rijk is aan een reeks chemische verbindingen, waaronder koolwaterstoffen (organische verbindingen van uitsluitend waterstof (H) en koolstof (C)). Bovendien bevat het stelsel tevens silicaatstof; het soort stof dat ook op aarde veelvuldig voorkomt.

Verandering
De nieuwe waarnemingen met behulp van James Webb onderstrepen dat het Karrenwielstelsel sterk aan verandering onderhevig is – en dat bovendien ook nog wel even zal blijven. Zo voorspellen de onderzoekers dat het stelsel, dat vóór zijn botsing vermoedelijk een normaal spiraalstelsel was – net zoals onze eigen Melkweg – zal blijven transformeren. Hoewel Webb ons nu een momentopname van de huidige staat van het Karrenwielstelsel biedt, geeft het ook inzicht in wat er in het verleden is gebeurd en hoe het in de toekomst zal evolueren.

De James Webb-telescoop is de opvolger van de beroemde Hubble-telescoop en is sinds enkele weken operationeel. De telescoop is ’s werelds belangrijkste observatorium, die een hoop mysteries in ons zonnestelsel belooft op te lossen, verre werelden rond andere sterren nog beter kan bekijken en veel over de oorsprong van ons universum en onze plaats daarin zal kunnen ontraadselen. Kortom, verwacht wordt dat de telescoop heel wat vragen gaat beantwoorden en onze kijk op het universum en de totstandkoming ervan radicaal zal veranderen. En zoals het er nu naar uitziet, ligt de telescoop helemaal op koers om die belofte waar te maken.