De ontdekkingen van ruimtetelescoop James Webb volgen elkaar in rap tempo op. Uit een analyse van de laatste meetgegevens blijkt dat de telescoop een sterrenstelsel heeft gespot dat dateert van slechts 300 miljoen jaar na de oerknal. Het is het oudste en verste sterrenstelsel dat we ooit hebben gezien.
Binnen een paar weken na zijn eerste metingen heeft de James Webb-ruimtetelescoop (JWST) het record voor het oudste sterrenstelsel dat ooit is waargenomen met bijna 100 miljoen jaar verbroken. Het sterrenstelsel GLASS-z13 is tevens het verste stelsel dat ooit is gezien.
Het waargenomen sterrenstelsel is eigenlijk niet oud, maar piepjong: we zien het zoals het er kort na zijn ontstaan uitzag. Maar omdat het stelsel zich enorm ver weg bevindt, heeft het licht er miljarden jaren over gedaan om ons te bereiken. Daarom kun je toch spreken van het ‘oudste’ sterrenstelsel dat ooit is ontdekt.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Overtuigende kandidaten
Het is een van de hoofddoelen van de JWST: het waarnemen van de eerste sterrenstelsels die zich na de oerknal hebben gevormd. Momenteel is het onbekend wanneer deze stelsels precies zijn ontstaan.
Het voorheen oudst bekende sterrenstelsel heet GN-z11 en is door de Hubble-ruimtetelescoop gevonden. Dat stelsel dateert van 400 miljoen jaar na de geboorte van het heelal, die 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond. In april werd een sterrenstelsel ontdekt dat mogelijk dateert van 330 miljoen jaar na de oerknal, maar die datering is nog niet zeker.
Astronoom Rohan Naidu van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en zijn collega’s hebben nu in GLASS, een openbaar gemaakte dataset van JWST, een nog ouder sterrenstelsel gevonden. Het sterrenstelsel, GLASS-z13 genaamd, dateert van slechts 300 miljoen jaar na de oerknal. Het team vond ook een tweede sterrenstelsel, GLASS-z11. Dat heeft een vergelijkbare leeftijd als GN-z11.
‘We hebben twee zeer overtuigende kandidaten gevonden voor extreem verre sterrenstelsels’, zegt Naidu. ‘Als deze sterrenstelsels zich op de afstand bevinden die wij denken, is het heelal op dat punt nog maar een paar honderd miljoen jaar oud.’
Schijfachtige structuur
De twee sterrenstelsels lijken sinds hun ontstaan al gegroeid te zijn tot een massa van een miljard zonnen. Zo’n hoge massa zouden we pas verwachten bij sterrenstelsels die zich al zo’n 500 miljoen jaar aan het vormen zijn, aldus het team. Mogelijk hebben sterren zich in het vroege heelal sneller gevormd dan we dachten. Daarnaast lijkt GLASS-z11, het dichterbij gelegen sterrenstelsel, te zijn begonnen met de vorming van een schijfachtige structuur, veroorzaakt door zijn rotatie.
Lees ook: Ver sterrenstelsel op James Webb-beelden onthult chemie van vroege heelal
Beide sterrenstelsels zijn zeer klein: GLASS-z13 is slechts 1600 lichtjaar in doorsnee en GLASS z-11 ongeveer 2300 lichtjaar. Ter vergelijking: onze Melkweg is zo’n 100.000 lichtjaar in doorsnee.
Overtuigende kandidaten
‘Het zijn zeer overtuigende kandidaten’, zegt astronoom Gabriel Brammer van het Niehls Bohr Instituut in Denemarken, mede-ontdekker van GN-z11. ‘We waren er vrij zeker van dat JWST verre sterrenstelsels zou zien. Maar we zijn een beetje verrast hoe gemakkelijk het is om ze te meten.’
Wel zegt Brammer dat verdere analyse nodig is om de afstand tot de twee sterrenstelsels te bevestigen. Alleen JWST kan dat klusje klaren.
Een apart team onder leiding van astronoom Marco Castellano van het Astronomisch Observatorium van Rome ontdekte eveneens dat GLASS-z13 het oudst bekende sterrenstelsel is.
Eerste sterren
De enorme kracht van JWST zou ervoor moeten zorgen dat ontdekkingen als deze regelmatig plaatsvinden. Langere speurtochten naar oude sterrenstelsels moeten nog veel verder kunnen reiken, misschien wel tot minder dan 200 miljoen jaar na de oerknal. In die tijd zijn vermoedelijk de eerste sterrenstelsels en sterren in het heelal ontstaan.
‘Hoe vroeg begint de stervorming in het heelal?’ zegt Naidu. ‘Het is een van de laatste grote onbekenden in onze brede tijdlijn van het universum.’
