De James Webb-ruimtetelescoop verbreekt zijn eigen record, door twee bijzonder verre sterrenstelsel waar te nemen. Het verste dateert van 290 miljoen jaar na de oerknal. Dit is tot nog toe het oudste en verste sterrenstelsel dat ooit is waargenomen.

In 2022 wist de James Webb-ruimtetelescoop, binnen een paar weken na de eerste waarnemingen, al het record voor het oudste sterrenstelsel ooit met bijna 100 miljoen jaar te verbreken. De telescoop detecteerde toen het sterrenstelsel GLASS-z13 dat slechts 300 miljoen jaar na de oerknal al bestond.

Nu doet de ruimtetelescoop deze prestatie nog even dunnetjes over door maar liefst twee sterrenstelsels uit die vroege periode van het heelal te vast te leggen, schrijven sterrenkundign op de preprint-website Arxiv. Een van die twee stelsels, genaamd JADES-GS-z14-0, bleek bovendien de nieuwe recordhouder. Dit sterrenstelsel is het verste dat ooit is waargenomen, en het oudste. Het dateert van maar liefst 290 miljoen jaar na de oerknal.

Toeval speelde een grote rol  bij veel spectaculaire  kosmische ontdekkingen
LEES OOK

Toeval speelde een grote rol bij veel spectaculaire kosmische ontdekkingen

Het heelal zit vol verrassingen. We moeten toevallige ontdekkingen in de wetenschap omarmen, zegt astrofysicus Chris Lintott.

Turen naar het verleden

Omdat het sterrenstelsel miljarden lichtjaren bij ons vandaan staat, heeft het licht er miljarden jaren over gedaan om de ruimtetelescoop te bereiken. We zien het stelsel dus zoals het er miljarden jaren geleden (290 miljoen jaar na de oerknal) uitzag, toen het net nog piepjong was. Astronomen noemen het dus niet het ‘oudste’ sterrenstelsel omdat het er zo oud uitziet, maar omdat het het langst geleden ontstaan is van alle bekende sterrenstelsels.

Het is een van de hoofddoelen van de ruimtetelescoop om de ‘kosmische dageraad’ te bestuderen: de eerste paar honderd miljoen jaar na de oerknal. In deze periode ontstonden de eerste sterrenstelsels. Deze stelsels kunnen sterrenkundigen iets leren over hoe het gas, de sterren en zwarte gaten zich gedroegen in de kindertijd van het heelal.

Jonge sterren

Het sterrenstelsel JADES-GS-z14-0 werd begin 2023 voor het eerst waargenomen. Het was toen al duidelijk dat het dateerde uit de eerste paar honderd miljoen jaar na de oerknal. Maar sterrenkundigen twijfelden nog over hoe oud het stelsel precies was. Het uitgezonden licht was namelijk opvallend helder voor een stelsel zat zo ver weg staat.

Om een beter beeld te krijgen van JADES-GS-z14-0 bestudeerde de onderzoekers het spectrum van het licht. Daarbij wordt het licht uiteengerafeld in verschillende golflengten, die overeenkomen met verschillende kleuren. Uit de af- of aanwezigheid van bepaalde golflengten konden de onderzoekers afleiden dat het sterrenstelsel 290 miljoen jaar na de oerknal al bestond, dat het 1.600 lichtjaar breed is, en dat het heldere licht afkomstig is van jonge sterren.

Omgeving van JADES-GS-z14-0 en het stelsel uitgelicht in infrarood-waarneming van de James Webb-ruimtetelescoop. Beeld: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)

Zuurstof

Verder bleek het licht roder dan verwacht, en er zijn sterke aanwijzingen dat er zuurstof aanwezig is in het stelsel. Dat was verrassend. Het wijst er namelijk op dat er in dit piepjonge stelsel al meerdere superzware sterren geleefd hebben, geëxplodeerd zijn, en hun zuurstof-houdende ‘as’ hebben uitgestrooid over het stelsel.

‘Deze waarnemingen vertellen ons dat JADES-GS-z14-0 niet lijkt op de typen sterrenstelsels die volgens theoretische modellen en computersimulaties in het zeer vroege heelal bestaan zouden hebben’, schrijven de sterrenkundigen Stefano Carniani en Kevin Hainline, mede-auteurs van het artikel.

Het is dus nog een raadsel hoe een dergelijk stelsel zo vroeg al kon ontstaan. De onderzoekers zijn hoopvol dat de James Webb-ruimtetelescoop zal helpen met het beantwoorden van deze vraag. Webb heeft namelijk nog maar een klein deel van de hemel bekeken. De komende jaren zal de telescoop waarschijnlijk nog veel meer onthullen over de kosmische dageraad.