Afbeelding tegoed: Hubble
Een internationaal team van astronomen heeft mogelijk een nieuw record gevestigd door te ontdekken wat het verste bekende sterrenstelsel in het universum is. Het object, op een geschatte 13 miljard lichtjaar van ons verwijderd, wordt slechts 750 miljoen jaar na de oerknal bekeken, toen het heelal amper 5 procent van zijn huidige leeftijd was.
Het oorspronkelijke sterrenstelsel werd geïdentificeerd door de kracht van NASA's Hubble-ruimtetelescoop te combineren met CARA's W. M. Keck-telescopen op Mauna Kea op Hawaï. Deze geweldige observatoria kregen een boost door de toegevoegde vergroting van een natuurlijke 'kosmische zwaartekrachtlens' in de ruimte die de helderheid van het verre object verder versterkt.
Is het nieuw ontdekte sterrenstelsel waarschijnlijk een jong sterrenstelsel dat aan het einde van de zogenaamde "donkere middeleeuwen" schijnt? de periode in de kosmische geschiedenis die eindigde met de eerste sterrenstelsels en quasars die ondoorzichtige, moleculaire waterstof transformeerden in het transparante, geïoniseerde universum dat we vandaag zien.
Het nieuwe sterrenstelsel werd gedetecteerd bij een lange blootstelling van de nabijgelegen cluster van sterrenstelsels Abell 2218, genomen met de Advanced Camera for Surveys aan boord van de Hubble-ruimtetelescoop. Deze cluster is zo massief dat het licht van verre objecten die door de cluster gaan, daadwerkelijk buigt en wordt versterkt, net zoals een vergrootglas objecten buigt en vergroot die er doorheen worden gezien. Dergelijke natuurlijke zwaartekracht "telescopen" stellen astronomen in staat extreem verre en zwakke objecten te zien die anders niet zouden worden gezien. Het extreem zwakke sterrenstelsel is zo ver weg dat het zichtbare licht is uitgerekt tot infraroodgolflengten, wat de waarnemingen bijzonder moeilijk maakt.
"Terwijl we op zoek waren naar verre sterrenstelsels die door Abell 2218 werden uitvergroot, ontdekten we een paar opvallend vergelijkbare beelden waarvan de rangschikking en kleur een heel ver verwijderd object aangeven", zegt astronoom Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrenees en Caltech), die wordt geleid auteur die de ontdekking rapporteert in een aankomend artikel in het Astrophysical Journal.
Analyse van een reeks Hubble-afbeeldingen geeft aan dat het object tussen een roodverschuiving van 6,6 en 7,1 ligt, waardoor het de verste bron is die momenteel bekend is. Lange belichtingen in het optische en infrarood, gemaakt met spectrografen op de 10-meter Keck-telescopen, suggereren echter dat het object een roodverschuiving heeft naar het bovenste uiteinde van dit bereik, rond roodverschuiving 7.
Roodverschuiving is een maat voor hoeveel de golflengten van licht worden verschoven naar langere golflengten. Hoe groter de verschuiving in golflengte naar de rodere gebieden van het spectrum, hoe verder het object verwijderd is.
"De melkweg die we hebben ontdekt is extreem zwak en het is een buitengewoon uitdagend avontuur om de afstand te verifiëren", zei Dr. Kneib. “Zonder de vergroting van 25 door de voorgrondcluster, had dit vroege object eenvoudigweg niet kunnen worden geïdentificeerd of bestudeerd met de huidige beschikbare telescopen. Zelfs met behulp van de kosmische lens was de ontdekking alleen mogelijk door onze huidige observatoria tot het uiterste te drijven! ”
Gebruikmakend van de combinatie van de hoge resolutie van Hubble en de grote vergroting van de kosmische lens, schatten de astronomen dat dit object, hoewel erg klein? slechts 2000 lichtjaar in doorsnee? vormt zeer actief sterren. Twee intrigerende eigenschappen van de nieuwe bron zijn echter het schijnbare ontbreken van de typisch heldere waterstofemissielijn en het intense ultraviolette licht dat veel sterker is dan dat van nabij gelegen stervormende sterrenstelsels.
"De eigenschappen van deze verre bron zijn erg opwindend omdat ze, als ze door verder onderzoek worden geverifieerd, het kenmerk zouden kunnen zijn van een echt jong stelsysteem dat de donkere middeleeuwen heeft beëindigd", voegde Dr. Richard Ellis, Steele Professor of Astronomy bij Caltech, en een co-auteur in het artikel.
Het team wordt aangemoedigd door het succes van hun techniek en is van plan de zoektocht naar meer voorbeelden voort te zetten door door andere kosmische lenzen in de lucht te kijken. De uitzonderlijke resolutie van Hubble maakt het bij uitstek geschikt voor dergelijke zoekopdrachten.
"Het schatten van de overvloed en karakteristieke eigenschappen van bronnen in vroege tijden is met name belangrijk om te begrijpen hoe het universum zichzelf re-ioniseerde en zo de donkere middeleeuwen beëindigde", zegt Mike Santos, een voormalige Caltech-afgestudeerde student, nu een postdoctoraal onderzoeker aan het Institute of Astronomy, Cambridge, VK. 'De kosmische lens heeft ons een eerste blik gegeven in dit belangrijke tijdperk. We willen nu graag meer leren door meer voorbeelden te vinden, hoewel het ongetwijfeld een uitdaging zal zijn. ”
"We kijken naar het eerste bewijs van onze voorouders op de evolutionaire boom van het hele universum", zegt Dr. Frederic Chaffee, directeur van het W. Keck Observatorium, de thuisbasis van de twee 10 meter lange Keck-telescopen die de ontdekking bevestigden. "Telescopen zijn virtuele tijdmachines, waardoor onze astronomen kunnen terugkijken op de vroege geschiedenis van de kosmos, en deze fantastische waarnemingen zijn van de vroegste tijd tot nu toe."
Het Caltech-team dat over de ontdekking rapporteert, bestaat uit Drs. Jean-Paul Kneib, Richard S. Ellis, Michael R. Santos en Johan Richard. Drs. Kneib en Richard bedienen ook het Observatoire Midi-Pyrenees van Toulouse, Frankrijk. Dr. Santos vertegenwoordigt ook het Institute of Astronomy, Cambridge, UK.
Overheidsfinanciering voor dit project werd gedeeltelijk verstrekt door NASA GSRP-subsidie NGT5-50339 en NASA STScI-subsidie HST-GO-09452.01-A.
Het W. Keck Observatorium wordt beheerd door de California Association for Research in Astronomy (CARA), een wetenschappelijk partnerschap tussen het California Institute of Technology (Caltech), de University of California en de National Aeronautics and Space Administration (NASA). Het Space Telescope Science Institute (STScI) wordt beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA), voor NASA, onder contract bij het Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD. De Hubble-ruimtetelescoop is een project van internationale samenwerking tussen NASA en de European Space Agency (ESA).
Oorspronkelijke bron: Hubble News Release
