Astrofysici van NASA's Goddard Space Flight Center presenteren de eerste resultaten van hun wetenschappelijke analyse
De resultaten van het onderzoek, welke warengedemonstreerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle toonde aan dat de verre jonge sterrenstelsels van het vroege heelal qua eigenschappen vergelijkbaar zijn met de zeldzame maar bekendere groene erwtenstelsels in het bestudeerde deel van het heelal.
Sterrenstelsels uit het vroege heelal in de Webb-afbeelding. Afbeelding: NASA, ESA, CSA en STScI
Wat zijn groene erwtenstelsels?
Erwtenstelsels of groene erwtenstelsels -dit is een van de typen compacte sterrenstelsels met zeer actieve stervorming. Ze werden voor het eerst ontdekt in 2009 door vrijwillige astronomen tijdens het onderzoeken van de resultaten van de Sloan Digital Sky Survey. Dit is een grootschalige astronomische studie van de roodverschuiving van sterren en sterrenstelsels, uitgevoerd met behulp van de 2,5-meter groothoektelescoop van het Apache Point Observatory.
De resultaten van observaties werden geanalyseerd engeclassificeerd door vrijwillige astronomen die hebben deelgenomen aan het Galaxy Zoo-project. De onderzoekers vonden op de foto's veel kleine sterrenstelsels die leken op gloeiende groene stippen die op erwten leken. Dergelijke sterrenstelsels bevinden zich relatief dicht bij de Melkweg: op een afstand van slechts een paar honderd miljoen lichtjaar (onvergelijkbaar met 12-13 miljard lichtjaar voor sterrenstelsels uit het vroege heelal).
Groene erwtenstelsels. Afbeelding: Richard Nowell, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons
De kleuren van erwtenstelsels zijn ongebruikelijk omdateen aanzienlijk deel van de straling daarin is afkomstig van lichtgevende gaswolken. Gaswolken produceren licht op een specifieke golflengte, in tegenstelling tot sterren, die in verschillende delen van het spectrum uitzenden. Bovendien zijn erwtenstelsels erg compact: hun grootte is gemiddeld ongeveer 5.000 lichtjaar of 5% van de grootte van de Melkweg.
Wat heeft ‘James Webb’ onderzocht?
Drie sterrenstelsels uit het vroege heelal in een deepsky-opname rond de massieve sterrenhoop SMACS 0723. Afbeelding: NASA, ESA, CSA en STScI
In hun werk analyseerden de onderzoekers de gegevensverzameld tijdens het verkennen van het deepsky-gebied rond de massieve sterrenhoop SMACS 0723. De eerste resultaten van dit onderzoek leverden de beroemdste en eerste afbeelding op die officieel werd gepubliceerd door het James Webb Space Telescope-team in de zomer van 2022.
De massa van de cluster maakt het tot een zwaartekrachtlens,die het uiterlijk van achtergrondstelsels zowel vergroot als vervormt. Naast het maken van kleurrijke beelden gebruikte James Webb de Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) om de spectra van geselecteerde sterrenstelsels in het studiegebied te analyseren.
Wat zagen de astrofysici?
Tot de zwakste sterrenstelsels buiten de cluster behoordenEr zijn drie compacte infraroodobjecten gevonden die op groene erwten lijken. Tegelijkertijd werd de meest afgelegen ervan ongeveer tien keer vergroot door de zwaartekrachtlens SMACS 0723, waardoor het mogelijk werd de kenmerken ervan in detail te onderzoeken. Tegelijkertijd reisde het licht ervan meer dan 13 miljard lichtjaar naar de aarde, en het sterrenstelsel bestond toen het heelal ongeveer 5% van zijn huidige leeftijd had.
Analyse van emissiespectra van deze sterrenstelsels,Gecorrigeerd voor roodverschuiving, bleek dat de emissiepieken op verschillende golflengten van deze compacte sterrenstelsels uit het vroege heelal en die van groene erwtenstelsels samenvallen. De emissielijnen tonen straling die kenmerkend is voor waterstof, zuurstof en neon.
Spectraallijnen van twee groene erwtenstelsels (boven) en drie nieuwe sterrenstelsels van het vroege heelal (onder). Afbeelding: NASA's Goddard Space Flight Center/Rhoads et al. 2023
Waarom is dit belangrijk?
De twee door Webb onderzochte sterrenstelsels bevattenzuurstof op ongeveer 20% van de Melkweg. Dit is heel dicht bij de bekende groene erwtenstelsels. Het derde sterrenstelsel is zelfs nog ongebruikelijker: het bevat ongeveer 2% zuurstof in verhouding tot de Melkweg en is misschien wel het meest chemisch primitieve sterrenstelsel dat we kennen.
Wij zien deze objecten zoals ze zijn.bestond tot 13,1 miljard jaar geleden, toen het heelal ongeveer 5% ouder was dan zijn huidige leeftijd. En we zien dat dit in alle opzichten jonge sterrenstelsels zijn – vol jonge sterren en lichtgevend gas dat kleine chemische producten bevat die zijn gerecycled uit eerdere sterren.
Sangita Malhotra, astrofysicus en co-auteur van het NASA Goddard Space Flight Center
Links:J122051+491255 is een groen erwtenstelsel op ongeveer 170 miljoen lichtjaar van de aarde. Rechts: een van de nieuwe sterrenstelsels 04590, waarvan het licht 13,1 miljard lichtjaar naar de aarde heeft gereisd. Afbeelding: SDSS en NASA, ESA, CSA en STScI
Ontdekking van overeenkomsten tussen de eerste sterrenstelsels engroene erwtensystemen bieden unieke mogelijkheden voor een betere studie van de evolutie van het universum. De nabijheid van deze compacte sterrenstelsels tot de Melkweg maakt het mogelijk om een breed scala aan instrumenten en waarnemingen te gebruiken om de processen te bestuderen die lijken te hebben geleid tot de vorming van de gehele diversiteit van het moderne heelal.
Lees verder:
De mooiste foto's van "Webb" voor 2022: kijk wat de telescoop van $ 10 miljard deed
De zon opende het jaar met een flits van de krachtigste klasse
Het geheim van de duurzaamheid van Romeins beton wordt onthuld: het kan worden hersteld