NASA’s James Webb-ruimtetelescoop heeft de meest verre sterrenstelsels onthuld die ooit zijn ontdekt, waarvan sommige dateren van slechts 300 miljoen jaar na de schepping van het universum tijdens de oerknal – een tijd waarin het universum slechts 2% van zijn huidige leeftijd was.
De oorspronkelijke sterrenstelsels werden gevonden door een internationaal team van wetenschappers die verantwoordelijk waren voor het ontwerpen van twee van JWST’s nieuwste instrumenten. Het eerste instrument, bekend als de Near Infrared Camera (NIRCam), is belast met het observeren van een klein stukje van de nachtelijke hemel in het sterrenbeeld Fornax.
In de loop van 10 dagen observeerde NIRCam licht van een groep van bijna 100.000 sterrenstelsels over negen infrarode golflengten. Uit deze dataset isoleerden astronomen 250 van de zwakste en roodste sterrenstelsels en richtten ze op een ander instrument van JWST: de Near Infrared Spectrometer (NIRSpec).
NIRSpec is ontworpen om het licht dat wordt uitgezonden door hemellichamen te verzamelen en op te splitsen in de samenstellende kleuren. Dit proces creëert regenboogachtige grafieken die spectra worden genoemd. Astronomen kunnen de spectra van een melkwegstelsel analyseren om alles te ontdekken, van de samenstelling van de elementen tot het aantal sterren erin en zelfs de afstand tot de aarde.
De laatste wordt gemaakt door een fenomeen te meten dat bekend staat als de roodverschuiving. Licht van verre sterrenstelsels kan er miljarden jaren over doen om onze planeet te bereiken. Gedurende deze tijd strekken de golflengten van dit licht zich uit en worden ze langer, langzaam in het “rode” deel van het lichtspectrum.
Wanneer licht vanaf zijn bron naar de aarde reist, zal het onvermijdelijk door enorme wolken van interstellair stof en gas gaan. Van deze wolken is bekend dat ze goed zijn in het absorberen van bepaalde golflengten van licht, terwijl andere relatief ongehinderd kunnen passeren. Deze interferentie creëert een duidelijk patroon in het regenboogspectrum.
Een afbeelding met de posities en roodverschuivingen van sterrenstelsels Anton M. Koekemoer (STScI), Christopher Willmer (University of Arizona), JWST PEARLS Team Beeldverwerking: Rolf A. Jansen (ASU), Alyssa Pagan (STScI))
Wetenschappers waren in staat om de leeftijd en afstand van verre sterrenstelsels te berekenen door te observeren hoeveel de patronen in de spectra verschoven van hun verwachte locaties als gevolg van de roodverschuiving.
Met behulp van deze techniek hebben wetenschappers vier enorm oude sterrenstelsels ontdekt die in de JWST-gegevens liggen, waarvan wordt aangenomen dat ze slechts 300 miljoen jaar na de schepping van het universum in de oerknal zijn gevormd. Dit maakt het 100 miljoen jaar jonger dan het oudste sterrenstelsel dat ooit door de Hubble-ruimtetelescoop is ontdekt.
Dit betekent dat het door de JWST gedetecteerde licht zijn bron ongeveer 13,4 miljard jaar geleden verliet, in een tijd dat het universum slechts 2% van zijn huidige leeftijd had. De recordbrekende leeftijden van de sterrenstelsels zullen ze van onschatbare waarde maken voor wetenschappers die de evolutionaire geheimen van het vroege universum proberen te ontrafelen.
“Het is moeilijk om sterrenstelsels te begrijpen zonder de vroege perioden van hun evolutie te begrijpen”, legt astronoom Sandro Takela van de Universiteit van Cambridge uit, die co-auteur was van een studie waarin de bevindingen worden beschreven. Universiteit van Arizona). “Net als bij mensen hangt veel van wat er daarna gebeurt af van de invloed van deze vroege generaties sterren.”
“Er hebben zoveel intergalactische vragen gewacht op de transformerende kans van Webb, en we zijn heel blij dat we een rol kunnen spelen bij het blootleggen van dit verhaal.”
Blijf bij IGN om op de hoogte te blijven van de laatste en raarste ontwikkelingen in de wereld van de wetenschap.
Afbeelding tegoed: Northrop Grumman.
Anthony levert freelance bijdragen over wetenschap en videogamenieuws voor IGN. Hij heeft meer dan acht jaar ervaring met baanbrekende ontwikkelingen op meerdere wetenschappelijke gebieden en er is absoluut geen tijd om u voor de gek te houden. Volg hem op Twitter @BeardConGamer
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
