Een internationaal team van astronomen heeft, Voor de eerste keer, zag een enorme, inactief sterrenstelsel uit een tijd dat het heelal slechts 1,65 miljard jaar oud was.

Astronomen verwachten dat de meeste sterrenstelsels uit dit tijdperk kleine minnows zijn, bezig met het vormen van sterren. Echter, dit sterrenstelsel is 'een monster' en inactief, volgens professor Karl Glazebrook, Directeur van Swinburne's Center for Astrophysics and Supercomputing, die het team leidde.

De onderzoekers ontdekten dat dit enorme sterrenstelsel in korte tijd bekend als ZF-COSMOS-20155, vormde al zijn sterren (drie keer meer dan onze huidige Melkweg) door een extreme steruitbarsting. Maar het stopte pas een miljard jaar na de oerknal met het vormen van sterren om een ​​​​rustig of 'rood en dood' sterrenstelsel te worden - tegenwoordig gebruikelijk in ons universum, maar niet verwacht te bestaan ​​in dit oude tijdperk.

De melkweg is ook klein en extreem dicht, het heeft 300 miljard sterren die in een ruimtegebied zijn gepropt dat ongeveer even groot is als de afstand van de zon tot de nabijgelegen Orionnevel.

Astrofysici discussiëren nog steeds over hoe sterrenstelsels stoppen met het vormen van sterren. Tot voor kort, modellen suggereerden dat dode sterrenstelsels of 'rode klompjes' zoals deze pas ongeveer drie miljard jaar na de oerknal zouden mogen bestaan.

"Deze ontdekking vestigt een nieuw record voor het vroegste massieve rode sterrenstelsel. Het is een ongelooflijk zeldzame vondst die een nieuwe uitdaging vormt voor de evolutiemodellen van sterrenstelsels om het bestaan ​​van dergelijke sterrenstelsels veel eerder in het heelal te accommoderen, ' zegt professor Glazebrook.

Dit onderzoek bouwt voort op een eerdere Swinburne-studie die suggereerde dat dergelijke dode sterrenstelsels zouden kunnen bestaan ​​op basis van het vinden van vage rode objecten in extreem diepe nabij-infraroodbeelden.

In deze laatste studie astronomen gebruikten de WM Keck-telescopen in Hawaï om de handtekeningen van deze sterrenstelsels te bevestigen, door de nieuwe en unieke MOSFIRE-spectrograaf. Ze namen diepe spectra op nabij-infrarode golflengten om de definitieve kenmerken te vinden die duiden op de aanwezigheid van oude sterren en een gebrek aan actieve stervorming.

"We gebruikten de krachtigste telescoop ter wereld, maar we moesten nog steeds meer dan twee nachten naar dit sterrenstelsel staren om zijn opmerkelijke aard te onthullen, " co-auteur professor Vy Tran, van de Texas A&M University, zegt.

Zelfs met grote telescopen zoals de Keck met een spiegel van 10 meter, er is een lange kijktijd nodig om absorptielijnen te detecteren die erg zwak zijn in vergelijking met de meer prominente emissielijnen die worden gegenereerd door stervormende actieve sterrenstelsels.

"Door genoeg licht te verzamelen om het spectrum van dit sterrenstelsel te meten, we ontcijferen het kosmische verhaal van welke sterren en elementen aanwezig zijn in deze sterrenstelsels en construeren een tijdlijn van wanneer ze hun sterren vormden, ' zegt professor Tran.

De waargenomen stervormingssnelheid van dit sterrenstelsel produceert minder dan een vijfde van de massa van de zon per jaar aan nieuwe sterren, maar op zijn hoogtepunt 700 miljoen jaar eerder vormde dit sterrenstelsel 5000 keer sneller.

"Dit enorme sterrenstelsel vormde zich in minder dan 100 miljoen jaar als een knaller, aan het begin van de kosmische geschiedenis, ' zegt professor Glazebrook.

"Het maakte snel een monsterlijk object, toen doofde het net zo plotseling uit en schakelde het zichzelf uit. Over hoe het dit deed, kunnen we alleen maar speculeren. Dit snelle leven en sterven zo vroeg in het heelal wordt niet voorspeld door onze moderne theorieën over de vorming van sterrenstelsels."

Co-auteur dr. Corentin Schreiber van de Universiteit Leiden, die voor het eerst het spectrum heeft gemeten, speculeert dat dit vroege vuurwerk verborgen is achter een sluier van stof en dat toekomstige waarnemingen met behulp van submillimetergolftelescopen deze zullen opsporen.

"Submillimetergolven worden uitgezonden door het hete stof dat ander licht blokkeert en ons zal vertellen wanneer dit vuurwerk ontplofte en hoe groot hun rol was bij de ontwikkeling van het oeruniversum, ", zegt dokter Schreiber.

Met de lancering van de James Webb Space Telescope in 2018, astronomen zullen grote monsters van deze dode sterrenstelsels kunnen opbouwen vanwege de hoge gevoeligheid, grote spiegel, en het voordeel van geen atmosfeer in de ruimte.

Dit onderzoek is gepubliceerd in Natuur .