Zuurstofdetectie in verre sterrenstelsel suggereert snelle ontwikkeling
Astronomen zeggen dat de ontdekking van zuurstof in een extreem ver sterrenstelsel erop wijst dat het universum zich mogelijk veel sneller ontwikkelde dan eerder gedacht.
Onderzoekers die met de ALMA-telescoop in de Atacama-woestijn in Chili werken, waren naar eigen zeggen “verrast” door de zuurstofdetectie in JDES‑Z 14‑0. Deze vondst maakt JDES‑Z 14‑0 momenteel het meest verre bekende sterrenstelsel en suggereert dat sterrenstelsels sneller gevormd konden worden dan men eerder aannam.
Het licht van JDES‑GS‑Z 14‑0 — ontdekt vorig jaar met behulp van de NASA James Webb Space Telescope — deed er ongeveer 13,4 miljard jaar over om de aarde te bereiken. Dat betekent dat waarnemers het sterrenstelsel zien toen het universum minder dan 300 miljoen jaar oud was, ongeveer 2% van zijn huidige leeftijd, aldus het European Southern Observatory (ESO).
Voorheen dachten onderzoekers dat het nog onwaarschijnlijk was dat zulke jonge sterrenstelsels al veel zware elementen zoals zuurstof bevatten, omdat zware elementen vooral ontstaan en verspreid worden nadat sterren hun leven beëindigen. De detectie van zuurstof in zo’n vroeg stadium verbaast daarom.
“Het is alsof je een tiener vindt waar je alleen kinderen verwacht,” zei Sandar Showz, promovendus bij het Leiden Observatory in Nederland. “De resultaten laten zien dat dit sterrenstelsel zeer snel gevormd en vroeg volwassen is, wat bijdraagt aan het groeiende bewijs dat de ontwikkeling van sterrenstelsels veel sneller kan verlopen dan gedacht.”
Stefano Carniani van de Università di Pisa (Italië) zei eveneens verrast te zijn: “Ik ben verrast door deze onverwachte resultaten, omdat ze een nieuw beeld openen van de eerste fase in de evolutie van melkwegstelsels.” Volgens de onderzoekers bieden de waarnemingen nieuw inzicht in hoe en hoe snel de eerste sterrenstelsels werden gevormd.
Sterrenstelsels beginnen doorgaans met jonge sterren die vooral uit lichte elementen zoals waterstof en helium bestaan. Naarmate deze sterren evolueren en sterven, produceren en verspreiden ze zwaardere elementen zoals zuurstof in hun omgeving. Twee onafhankelijke teams van astronomen vonden dat JDES‑GS‑Z 14‑0 ongeveer tien keer meer zware elementen bevatte dan verwacht.
ESO voegde toe dat de “recordbrekende” zuurstofdetectie astronomen in staat stelde om de afstand tot JDES‑GS‑Z 14‑0 zeer nauwkeurig te bepalen. De ALMA-metingen leverden volgens de onderzoekers een afstandsmeting op met een onzekerheid van slechts 0,005% — “vergelijkbaar met binnen 5 cm nauwkeurig zijn op een afstand van 1 km” — wat helpt het begrip van eigenschappen van verre melkwegstelsels te verfijnen.
Gargo Popping, een ESO-astronoom bij het European ALMA Regional Center die niet bij het onderzoek betrokken was, verklaarde: “Ik ben echt verrast door deze duidelijke detectie van zuurstof in JDES‑GS‑Z 14‑0. Het suggereert dat sterrenstelsels na de oerknal sneller kunnen vormen dan eerder gedacht. Dit resultaat benadrukt tevens de belangrijke rol van ALMA in het begrijpen van de omstandigheden waaronder de eerste sterrenstelsels in ons universum ontstonden.”
De resultaten zijn afkomstig van twee afzonderlijke studies: één geleid vanuit het Leiden Observatory in Nederland en één geleid vanuit Pisa (Italië). Beide teams gebruikten waarnemingen van ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in samenwerking met ESO.
Bronlink: The Independent — European Southern Observatory / ALMA