De meeste vroege sterrenstelsels die astronomen hebben kunnen waarnemen, zijn klein met een lage tot matige hoeveelheid sterproductie. Maar nu heeft de Herschel Space Observatory een enorme met stof gevulde melkweg gevonden die met een ongelooflijke snelheid sterren voortbrengt, en dit alles vond plaats toen de kosmos nog maar 880 miljoen jaar oud was. De melkweg is ongeveer net zo massief als onze Melkweg, maar produceert sterren met een snelheid van 2000 keer groter, wat de onderzoekers ertoe aanzet het een 'maximale starburst'-melkweg te noemen.
De astronomen die bij de ontdekking betrokken waren, zeggen dat het simpele bestaan ervan onze theorieën over de evolutie van sterrenstelsels in twijfel trekt.
"Massieve, intense starburst-sterrenstelsels worden pas in latere kosmische tijden verwacht", zegt Dominik Riechers, momenteel universitair docent aan Cornell. “Toch hebben we deze kolossale starburst slechts 880 miljoen jaar na de oerknal ontdekt, toen het heelal nog maar iets meer dan 6 procent van zijn huidige leeftijd had. Riechers is de eerste auteur van het artikel dat de bevindingen beschrijft in het nummer van 18 april van het tijdschrift Nature.
De heersende gedachte bij de vorming van vroege sterrenstelsels en sterrenstelsels was dat de eerste melkwegstelsels die werden gevormd relatief klein en licht waren en slechts een paar miljard keer de massa van onze zon bevatten. Ze vormen hun eerste sterren met een snelheid van een paar keer die de Melkweg tegenwoordig ervaart, en de sterrenstelsels zouden groeien door samen te smelten met andere kleine sterrenstelsels. In theorie zouden sterrenstelsels die zo groot zijn als het nieuw gevonden sterrenstelsel - genaamd HFLS3 - niet zo snel na de oerknal aanwezig moeten zijn.
HFLS3 verschijnt als weinig meer dan een vage, rode vlek in afbeeldingen van de Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey (HerMES).
De extreme afstand tot HFLS3 betekent dat het licht bijna 13 miljard jaar door de ruimte heeft gereisd voordat het ons bereikte. We zien het daarom zoals het bestond in het jonge heelal, slechts 880 miljoen jaar na de oerknal of op 6,5% van de huidige leeftijd van het heelal.
Zelfs op die jonge leeftijd was HFLS3 al dicht bij de massa van de Melkweg, met ongeveer 140 miljard keer de massa van de zon in de vorm van sterren en stervormend materiaal. Na nog eens 13 miljard jaar zou het zo groot moeten zijn geworden als de meest massieve sterrenstelsels die in het lokale universum bekend zijn.
“Het zoeken naar de eerste voorbeelden van deze enorme sterrenfabrieken is als zoeken naar een speld in een hooiberg; de Herschel-dataset is extreem rijk ”, aldus Riechers.
Tienduizenden massieve, stervormende sterrenstelsels zijn door Herschel gedetecteerd als onderdeel van HerMES en het is een uitdaging om ze te doorzoeken om de meest interessante te vinden.
"Dit specifieke sterrenstelsel trok onze aandacht omdat het helder was en toch erg rood in vergelijking met andere," zei co-onderzoeker Dave Clements van Imperial College London.
Hoewel de ontdekking van dit ene sterrenstelsel niet genoeg is om de huidige theorieën over de vorming van sterrenstelsels omver te werpen, zou het vinden van meer sterrenstelsels als deze die theorieën kunnen uitdagen, zeggen de astronomen. Theorieën zullen op zijn minst moeten worden aangepast om uit te leggen hoe dit sterrenstelsel is ontstaan, zegt Riechers.
"Dit sterrenstelsel is slechts een spectaculair voorbeeld, maar het vertelt ons dat extreem krachtige stervorming al vroeg in het universum mogelijk was", zegt Jamie Bock, hoogleraar natuurkunde aan Caltech en co-auteur van de krant.
Lees de paper van het team: een stof-verduisterd massief sterrenstelsel met maximale starburst bij een roodverschuiving van 6,34
Bronnen: ESA, JPL, Caltech
