Een opmerkelijk rustig sterrenstelsel in het vroege heelal kan onze ideeën over hoe sterrenstelsels vormen overhoop halen.

We denken dat de meeste jonge sterrenstelsels in de vroege kosmos chaotisch en turbulent waren. Het sterrenstelsel SPT-SJ041839-4751.1, het vroegste sterrenstelsel van dit type dat we in hoge resolutie hebben kunnen zien, is dat echter niet.

Afgebogen en versterkt licht

We zien dit stelsel zoals het was toen het universum pas 1,4 miljard jaar oud was. Het is veel te zwak en ver om het met een gewone telescoop waar te kunnen nemen. Daarom gebruikten astrofysicus Simona Vegetti van het Max Planck-instituut voor Astrofysica in Duitsland en collega’s zwaartekrachtslenzen om er een foto van te maken en te bepalen hoe het gas in het stelsel beweegt.

Een fietshelm voor elke fietser?
LEES OOK
Een fietshelm voor elke fietser?

Zwaartekrachtslenswerking treedt op wanneer licht van een ver object wordt afgebogen door een zwaar object dat zich dichter bij ons in de buurt bevindt. Dat object buigt het licht niet alleen af, maar versterkt het ook. Door dat licht vervolgens terug te vertalen naar het verderaf gelegen object, is een vrij gedetailleerd beeld te reconstrueren.

Vergetti en collega’s troffen het licht van het betreffende sterrenstelsel aan in de vorm van een vrijwel perfecte ring, dankzij het lenseffect van een nabijer stelsel. Ze gaven SPT-SJ041839-4751.9 de bijnaam ‘het koffievlekstelsel’ omdat het lijkt op de vlek die een koffiemok achterlaat op een tafel.

Rustig sterrenstelsel in vroeg heelal
Het koffievlekstelsel. Beeld: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo et al.

Weinig chaos

‘Dit is de eerste keer dat we een zo ver sterrenstelsel hebben kunnen zien met zulke grote precisie’, zegt Vegetti. ‘Ook waren de resultaten verrassend, gezien wat we dachten te weten over sterevolutie.’ Omdat jonge stelsels zoals het koffievlekstelsel nog in grote hoeveelheden nieuwe sterren vormen, zou je verwachten dat ze erg turbulent zijn. Maar dat is hier niet het geval.

‘Het stelsel is vrij stil’, zegt Vegetti. ‘Het roteert op een heel saaie manier, met maar weinig chaos.’ Daarmee lijkt het meer op de volwassen sterrenstelsels in de buurt van de Melkweg dan op de stelsels die je zou verwachten in het vroege heelal.

Als stelsels als dit veel voorkomen, kan dat betekenen dat we de vorming van sterrenstelsels in het vroege heelal minder goed begrijpen dan we dachten. Misschien ging het er minder chaotisch aan toe dan huidige modellen voorspellen.