Een betere blik op één van Webbs iconische eerste beelden onthult een broeinest van piepjonge sterren in een zelden geziene ontwikkelingsfase.

Eén van de eerste opnamen die de krachtige James Webb-telescoop maakte, was van de verbluffende Cosmic Cliffs in de Carinanevel. Dit is een gebied aan de rand van een gigantische, gasvormige holte in de sterrenhoop NGC 3324. De nevel is een bekende kraamkamer, die al eerder door Hubble is gefotografeerd. Maar dankzij Webbs scherpe infraroodblik, kan deze telescoop voor het eerst door de dichte stof- en gaswolken heen turen. En dat heeft geleid tot de ontdekking van veel meer fijne details over hoe sterren het levenslicht zien.

Cosmic Cliffs
Hieronder is de foto die James Webb van de Cosmic Cliffs vervaardigde, te bewonderen. Zoals gezegd heeft Hubble deze fraaie stellaire kraamkamer in het verleden ook al vastgelegd. Veel details over hoe sterren zich vormen zijn echter in zichtbaar licht niet goed waarneembaar. Webb is daarentegen uitgerust met een hele gevoelige infraroodcamera. Het betekent dat Webb in feite overal dwars doorheen kijkt en elementen kan detecteren die alleen in het infrarood met hoge resolutie te zien zijn. En dus besloten onderzoekers de foto die Webb van de Cosmic Cliffs maakte, nóg grondiger te bestuderen, op jacht naar verborgen schatten.

Cosmic Cliffs in de Carinanevel. Dit is een heldere nevel in het sterrenbeeld Kiel, die verscheidene open sterrenclusters omvat. Afbeelding: NASA, ESA, CSA, STScI

En die schat, die hebben ze gevonden. Door gegevens verzameld op een hele specifieke golflengte van infraroodlicht (4,7 micron) te analyseren, ontdekten astronomen, verborgen achter dichte stofwolken, een broeinest van pasgeboren sterren in een zelden waargenomen ontwikkelingsstadium.

Jets
Concreet ontdekten de onderzoekers dankzij de aanwezigheid van moleculair waterstof tientallen voorheen aan het oog onttrokken energetische jets (straalstromen) die uit extreem jonge sterren schieten. “Jets zoals deze zijn hele belangrijke aanwijzingen voor het meest opwindende gedeelte binnen het stervormingsproces,” zegt onderzoeker Nathan Smith. “Ze geven alleen gedurende een korte periode acte de présence, namelijk wanneer de protoster actief groeit.”

Meer over moleculaire waterstof
Moleculaire waterstof is een essentieel ingrediënt voor het ontstaan van nieuwe sterren. Bovendien is het een belangrijke aanwijzing voor een vroeg stadium van stervorming. Terwijl jonge sterren materiaal verzamelen uit het gas en stof dat hen omringt, stoten de meeste ook een factie van dat materiaal in de vorm van jets weer uit. Deze jets kun je vergelijken met een sneeuwschuiver en bulldozeren de omringende leegte in. In de waarnemingen van Webb is dit uitgespuwde moleculaire waterstof in de jets te herkennen.

Deze periode van zeer vroege stervorming is bijzonder moeilijk vast te leggen. Dat komt omdat het voor elke individuele ster een relatief vluchtige fase is, die slechts een paar duizend jaar in beslag neemt. Dat is echt een oogwenk, als je je bedenkt dat het miljoenen jaren duurt voordat een ster volledig volgroeid is.

Onderzoekers hebben tientallen voorheen verborgen jets die uit jonge sterren schieten aan het licht gebracht, dankzij deze nieuwe opname van de Cosmic Cliffs, gemaakt met behulp van Webb’s Near-Infrared Camera (NIRCam). Op de rechterfoto’s is er meer ingezoomd op drie specifieke gebieden van de Cosmic Cliffs, waar bijzonder actieve jets bestaande uit moleculair waterstof te zien zijn. Afbeelding: NASA, ESA, CSA, STScI, Megan Reiter, Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI)

Actief
Dankzij de nieuwe analyse van de Webb-opname, hebben astronomen ook meer inzicht gekregen in hoe actief de ontdekte stervormingsgebieden precies zijn. Door de positie van eerder bekende jets in dit door Webb vastgelegde gebied te vergelijken met archiefgegevens van Hubble van 16 jaar geleden, slaagden de onderzoekers er tevens in de snelheid waarmee deze jets reizen en de richting waarin ze bewegen, in kaart te brengen.

Dit is pas het begin. Zo luidt de ontdekking volgens de onderzoekers het begin in van een nieuw tijdperk waarin we onze kennis over hoe sterren zoals onze zon worden gevormd, veel verder zullen uitbreiden. “Webb heeft ons een momentopname gegeven en heeft ons laten zien hoeveel sterren er gevormd worden in een mogelijk vrij ‘normale’ hoek van het universum, die we eerder nog niet zo goed hebben kunnen zien,” zegt Reiter. “Het opent de deur om meer populaties pasgeboren sterren te bestuderen, die zich tevens in vrij normale omgevingen van het universum ophouden, maar die tot de komst van James Webb onzichtbaar waren. Nu weten we waar we in het vervolg moeten kijken om te onderzoeken welke variabelen belangrijk zijn bij de vorming van zonachtige sterren.”