Het sterrenstelsel HD1 lijkt op zo’n 33,4 miljard lichtjaar afstand van de aarde te staan. Daarmee zou dit het verste object zijn dat ooit is gezien. De extreme helderheid ervan stelt astronomen voor een raadsel.

Het sterrenstelsel HD1 is mogelijk het verste object dat astronomen ooit hebben ontdekt. Zijn buitengewone helderheid is moeilijk te verklaren. Mogelijk wordt die veroorzaakt door een enorm zwart gat in het centrum van het stelsel. Ook kan de helderheid voortkomen uit het ontstaan van extreem zware oersterren. Beide verklaringen zijn echter in strijd met ons begrip van het jonge heelal.

verste sterrenstelsel HD1
Het in rood weergegeven object HD1 lijkt het verste sterrenstelsel dat ooit is gezien. Beeld: Harikane et al.

HD1 werd gevonden door astronoom Fabio Pacucci en zijn collega’s van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Massachusetts. Dat deden ze door grote openbare datasets van de krachtigste telescopen ter wereld te doorzoeken. Daarna namen de astronomen het stelsel ook zelf waar, met een telescoopnetwerk, het Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, in Chili.

Een groen ­addertje onder het gras
LEES OOK
Een groen ­addertje onder het gras

Uit deze waarnemingen bleek dat HD1 ongeveer 33,4 miljard lichtjaar van ons vandaan staat. Dat is meer dan een miljard lichtjaar verder dan het huidige verste object, het sterrenstelsel GN-z11. Het heelal is zelf nog maar zo’n 13,8 miljard jaar oud. Toch is een dergelijke afstand mogelijk, vanwege de versnelde uitdijing van de kosmos.

Stervorming of zwart gat?

Het sterrenstelsel is buitengewoon helder in ultraviolette golflengtes. Dat betekent dat het waarschijnlijk iets extreem warms bevat. Daarvoor bestaan twee mogelijkheden. Het kan zijn dat er een uitbarsting van stervorming plaatsvindt die veel heftiger is dan je zou verwachten op basis van de relatief kleine omvang van het stelsel. Ook kan het sterrenstelsel de thuisbasis zijn van een actief superzwaar zwart gat.

Als stervorming het antwoord is, dan zou HD1 elk jaar ongeveer 110 zonsmassa’s aan sterren produceren. ‘Dat is een krankzinnige hoeveelheid’, zegt Pacucci. ‘Een mogelijke verklaring is dat dit sterrenstelsel geen normale sterren voortbrengt, maar een soort oersterren die veel zwaarder en warmer zijn dan de sterren in onze omgeving.’ Dergelijke oersterren hebben we nog nooit gezien.

Lees ook: Verste ster laat astronomen 12,8 miljard jaar terug in de tijd kijken

De andere optie is dat HD1 een onverwacht kolossaal superzwaar zwart gat herbergt. ‘Het zou echt baanbrekend zijn als we zo vroeg in de geschiedenis van het heelal een zwart gat van 100 miljoen zonsmassa’s hebben waargenomen. We weten echt niet goed hoe zoiets kan ontstaan’, zegt Pacucci. Zwarte gaten hebben namelijk tijd nodig om te groeien. HD1 is zo ver weg dat we het stelsel zien zoals het er 330 miljoen jaar na de oerknal uitzag. Het is onduidelijk hoe een zwart gat in zo’n korte tijd zo groot zou zijn geworden.

James Webb

Er zijn meer waarnemingen nodig om de extreme afstand tot HD1 te bevestigen en om uit te zoeken waarom het stelsel zo helder is, zegt Pacucci. ‘Op dit moment zitten we echt aan de grenzen van de mogelijkheden van onze huidige observatoria’, zegt hij.

De astronomen hebben waarnemingstijd gekregen bij de James Webb-ruimtetelescoop om HD1 verder te observeren. Ook zullen ze daarmee gaan kijken naar twee andere objecten – HD2 en HD3 – die bijna even ver weg lijken te staan.