Astronomen die een cluster van zich nog steeds vormende protosterrenstelsels bestuderen, zoals ze er meer dan 10 miljard jaar geleden uitzagen, hebben ontdekt dat zich een gigantisch sterrenstelsel in het centrum van het cluster vormt uit een verrassend dichte soep van moleculair gas.

"Dit is anders dan wat we in het nabije heelal zien, waar sterrenstelsels in clusters groeien door andere sterrenstelsels te kannibaliseren. In dit cluster is een gigantisch sterrenstelsel groeit door zich te voeden met de soep van koud gas waarin het is ondergedompeld, " zei Bjorn Emonts van het Centrum voor Astrobiologie in Spanje, die een internationaal onderzoeksteam leidde.

De wetenschappers bestudeerden een object genaamd de Spiderweb Galaxy, die eigenlijk nog geen enkel sterrenstelsel is, maar een clustering van protosterrenstelsels op meer dan 10 miljard lichtjaar van de aarde. Op die afstand, het object wordt gezien zoals het was toen het heelal slechts 3 miljard jaar oud was. De astronomen gebruikten de Australia Telescope Compact Array (ATCA) en de Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) van de National Science Foundation om koolmonoxidegas (CO) te detecteren.

De aanwezigheid van het CO-gas duidt op een grotere hoeveelheid moleculaire waterstof, die veel moeilijker te detecteren is. De astronomen schatten dat het moleculaire gas in totaal meer dan 100 miljard keer de massa van de zon is. Deze hoeveelheid gas is niet alleen verrassend, ze zeiden, maar het gas moet ook onverwacht koud zijn, ongeveer min-200 graden Celsius. Dergelijk koud moleculair gas is de grondstof voor nieuwe sterren.

De CO in dit gas geeft aan dat het is verrijkt door de supernova-explosies van eerdere generaties sterren. De koolstof en zuurstof in de CO werden gevormd in de kernen van sterren die later explodeerden.

De ATCA-waarnemingen onthulden de totale omvang van het gas, en de VLA-waarnemingen, veel nauwer gefocust, zorgde voor nog een verrassing. Het meeste koude gas werd gevonden, niet binnen de protosterrenstelsels, maar in plaats daarvan tussen hen.

"Dit is een enorm systeem, met dit moleculaire gas dat drie keer zo groot is als ons eigen Melkwegstelsel, " zei Preshanth Jagannathan, van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Socorro, NM.

Eerdere waarnemingen van het Spiderweb, gemaakt bij ultraviolette golflengten, hebben aangegeven dat snelle stervorming aan de gang is in het grootste deel van het gebied dat door het gas wordt ingenomen.

"Het lijkt erop dat dit hele systeem uiteindelijk zal instorten in een enkel, gigantische melkweg, ' zei Jagannathan.

"Deze waarnemingen geven ons een fascinerende kijk op wat volgens ons een vroeg stadium is in de groei van massieve sterrenstelsels in clusters, een stadium dat heel anders is dan de groei van sterrenstelsels in het huidige heelal, " zei Chris Carilli, van NRAO.

De astronomen rapporteerden hun bevindingen in het nummer van 2 december van het tijdschrift Wetenschap .