Astronomen hebben twee van de verste sterrenstelsels ooit ontdekt, toen het heelal nog maar 700 miljoen jaar oud was. Astronomen volgden vervolgens observaties met de Spitzer-ruimtetelescoop om hun afstand en leeftijd te bevestigen. Men denkt dat de sterrenstelsels tussen de 50 en 300 miljoen jaar oud zijn en slechts 1% van de massa van onze eigen Melkweg uitmaken.
Astronomen hebben geweldige foto's gemaakt van twee van de verste sterrenstelsels die ooit zijn gezien. De ultradiepe beelden, gemaakt met infraroodgolflengten, bevestigen voor het eerst dat deze hemelse cherubijnen echt zijn. De onderzoekers * zijn nu in staat sterrenstelsels te wegen en hun leeftijd eerder dan ooit tevoren te bepalen, en geven belangrijke aanwijzingen over de evolutionaire oorsprong van sterrenstelsels zoals onze Melkweg. Het werk verschijnt in het nummer van 1 oktober van Astrophysical Journal Letters.
Carnegie Fellow Ivo Labbé, samen met Rychard Bouwens en Garth Illingworth van de UCO / Lick Observatory van de University of California, Santa Cruz, en Marijn Franx van de Leiden Observatory, onderzochten sterrenstelsels in het Hubble Ultra Deep Field (HUDF) met behulp van de gevoelige Infrared Array Camera (IRAC) aan boord van NASA's Spitzer Space Telescope. De HUDF, eind 2003 gescand door de Hubble-ruimtetelescoop van NASA, is nog steeds het diepste beeld dat ooit is genomen bij zichtbare en nabij-infrarode golflengten.
De twee sterrenstelsels worden gezien toen het heelal nog maar een baby was - 700 miljoen jaar na de oerknal, of vijf procent van de huidige leeftijd van het heelal. Ze behoren tot een kostbaar klein voorbeeld van vergelijkbare oude sterrenstelsels, twee jaar geleden ontdekt door Bouwens, Illingworth en Franx en vorige maand diepgaand geanalyseerd in Nature. Het relatieve tekort aan zulke verre lichtbronnen geeft aan dat in deze vroege periode de sterrenstelsels zich snel aan het opbouwen waren van een zeer klein aantal sterren tot de massieve sterrenstelsels die we later zien.
Omdat er zo weinig zijn, is het van het grootste belang om het bestaan van verre sterrenstelsels te verifiëren en hun eigenschappen te meten. De nieuwe mid-infrarood observaties van Spitzer bleken essentieel voor Labbà © ’team, aangezien de analyses niet mogelijk waren met alleen de Hubble-gegevens.
'Spitzer is een geweldige kleine machine', zei Labbà ©. "Het is een opmerkelijke prestatie dat een kleine telescoop van 0,85 meter bronnen op 12,7 miljard lichtjaar afstand kan zien." Hoewel astronomen eerder verre sterrenstelsels hebben waargenomen, zijn dit de meest verre sterren waarvoor gedetailleerde fysieke kenmerken zijn berekend. "Ik ben er zeker van dat we zonder Spitzer het bestaan van deze sterrenstelsels niet hadden kunnen bevestigen, laat staan het berekenen van hun stellaire massa en leeftijd", voegde Labbà © toe.
De twee sterrenstelsels waren tussen de 50 en 300 miljoen jaar oud - zuigelingen zelf, naar galactische maatstaven - en wogen ongeveer honderd keer minder dan onze volwassen Melkweg. De leeftijden en massa's suggereren dat ze al veel eerder waren, ongeveer 500-600 miljoen jaar na de oerknal. Ze zouden een van de eerste galactische systemen kunnen zijn die in het heelal werden gevormd, kort na de eerste sterren, wat betekent dat toekomstige onderzoeken misschien zelfs lichtgevende sterrenstelsels zouden onthullen dan die gemeten door Labbà © en zijn collega's.
De eerste 500 miljoen jaar na de oerknal is bij astronomen bekend als 'de donkere middeleeuwen', omdat het universum gevuld was met wolken neutraal waterstofgas die sterrenstelsels voor ons verborgen hielden. Astronomen theoretiseren dat nieuw gevormde sterrenstelsels voldoende straling begonnen uit te zenden om door de kosmische mist te branden, waardoor het universum eerst in een golvend schuimplasma veranderde en uiteindelijk in de transparante toestand die het nu is.
Het team onderzocht of stervorming in de sterrenstelsels verantwoordelijk zou kunnen zijn geweest voor het opruimen van deze waas, maar hun berekeningen suggereerden dat de sterrenstelsels in dit onderzoek te klein en te weinig zijn. Bouwens: 'In deze vroege tijden bestaan er naar alle waarschijnlijkheid veel meer sterrenstelsels, maar die zijn zwakker dan we met de huidige telescopen kunnen zien.'
Hulp is onderweg. Volgend jaar zullen er nieuwe krachtige instrumenten op Hubble worden geïnstalleerd en het volgende decennium zal de opkomst zijn van de volgende generatie telescopen, zoals de James Webb Space Telescope en geplande 30-meter klasse telescopen op de grond. Daarom blijft Labbà © optimistisch. 'Ik vermoed dat de HUDF nog veel meer geheimen te onthullen heeft. Met de nieuwe instrumenten en telescopen zouden we nog veel meer ontdekkingen moeten kunnen halen uit dit relatief kleine stukje hemel. '
Oorspronkelijke bron: Carnegie Institution News Release
