Hoe was het heelal meer dan 13 miljard jaar geleden, slechts 500 miljoen jaar na de oerknal? Nieuwe gegevens van de Hubble- en Spitzer-ruimtetelescopen onthullen een aantal verrassend heldere sterrenstelsels die ongeveer 10 tot 20 keer helderder zijn dan alles wat eerder in dat tijdperk is gezien.
Garth Illingworth van de Universiteit van Californië in Santa Cruz zei dat de ontdekking van deze vier heldere sterrenstelsels het gevolg was van het combineren van de kracht van beide telescopen, maar deze sterrenstelsels liggen precies op de limiet van de mogelijkheden van de telescopen.
"We bereiken eigenlijk 13,2 miljard jaar door de levensduur van het heelal - dat is 96% van de levensduur van het heelal dat we terugkijken op deze sterrenstelsels", zei Illingworth, sprekend op de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington DC dit week. "Dat is een verbazingwekkende onderneming en een verbazingwekkende prestatie die Hubble en Spitzer hebben bereikt."
Illingworth zei dat de typische kandidaat voor sterrenstelsels van zo ver terug in de tijd erg zwak en moeilijk te zien is. Maar deze nieuwe sterrenstelsels zijn ongeveer 15-20% helderder dan wat astronomen eerder hebben gezien bij roodverschuiving 10.
De kleine zijn helder omdat ze barsten van stervormingsactiviteit. De helderste vormt sterren die ongeveer 50 keer sneller zijn dan de Melkweg tegenwoordig. Hoewel deze jonge sterrenstelsels slechts een twintigste van de omvang van de Melkweg zijn, bevatten ze waarschijnlijk ongeveer een miljard sterren die aan elkaar zijn gepropt.
Astronomen denken dat deze heldere, jonge sterrenstelsels uitzonderlijk snel groeiden door interacties en fusies van kleinere sterrenstelsels die al eerder in het heelal sterren begonnen te vormen. Sinds de oudheid miljarden jaren geleden, toen het licht dat we nu zien zijn lange reis naar ons begon, zijn ze waarschijnlijk blijven groeien om vergelijkbaar te worden met de grootste moderne sterrenstelsels. Veel van de sterren van deze kleine melkwegstelsels leven vandaag waarschijnlijk voort in de centra van gigantische elliptische sterrenstelsels, veel groter zelfs dan onze eigen Melkweg.
Illingworth zei dat dit tijdperk een tijdschema lijkt te zijn waarin de dingen vrij snel veranderden. "We zijn teruggegaan naar een zeer interessante tijd waarin het universum verandert", zei hij.
De sterrenstelsels werden voor het eerst ontdekt met Hubble en astronomen konden hun stervormingssnelheden en -groottes meten. Maar met Spitzer konden de wetenschappers ook de massa van de sterrenstelsels meten.
'Dit is de allereerste meting van de massadichtheid van de sterrenstelsels toen het heelal 500 miljoen jaar oud was', zei Illingworth. "Deze sterrenstelsels zijn ongeveer een miljard keer de massa van onze zon, die voor die tijd enorm is, maar nog steeds slechts 1% van de massa van de Melkweg."
Illingworth voegde eraan toe dat de massametingen ruwe schattingen zijn vanwege de uitdagende taak.
Illingworth en teamlid Ivo Labbé van de Universiteit Leiden zeiden dat ze ernaar uitkijken meer te weten te komen over deze sterrenstelsels, met name over toekomstige waarnemingen met de aanstaande James Webb Space Telescope.
"Tegelijkertijd zijn de extreme massa's en stervormingspercentages echt mysterieus", zei Labbé, "en we willen ze graag bevestigen met toekomstige waarnemingen op onze krachtige telescopen."
Je kunt meer te weten komen over deze vroege sterrenstelsels - en meer - op de website van First Galaxies.
Verder lezen: HubbleSite
