Wetenschap
Een Hubble-afbeelding van de melkwegcluster Abell 1689, die fungeert als een lens om het licht van veel verder weg gelegen sterrenstelsels te focussen, waaronder enkele zeer stoffige stervormende sterrenstelsels in het vroege heelal (te zien als de bijna puntachtige blauwe vlekken in deze afbeelding). Een submillimeterstudie van een ander massief stoffig sterrenstelsel in het vroege heelal maakt gebruik van koolmonoxidegas om het interstellaire medium te karakteriseren en de massa- en stervormingssnelheid te bepalen. Krediet:NASA-Hubble
Zoekopdrachten naar de meest verre sterrenstelsels zijn nu eerder onderzocht dan de eerste miljard jaar in de geschiedenis van het heelal, vroeg genoeg om de primaire effecten van de eerste sterren te zien:de re-ionisatie van neutrale atomen.
Astronomen willen begrijpen hoe sterrenstelsels zich in deze periode hebben gevormd en geëvolueerd, de tijdschaal waarop deze reïonisatie plaatsvond, de aard van de objecten die de ioniserende fotonen leverden, en de scenario's waarin sterrenstelsels en hun interstellaire medium (ISM) worden verrijkt met atomen gemaakt in stellaire ovens. Hoewel sterrenstelsels uit dit tijdperk momenteel worden ontdekt in diepe optische en nabij-infraroodonderzoeken, de meeste van hen zijn sterrenstelsels met een lage massa, erg zwak, en het verrijkingsproces is moeilijk te bestuderen. Meer lichtgevend, massieve stervormende sterrenstelsels worden verondersteld aanwezig te zijn en een belangrijke rol te spelen bij re-ionisatie, maar omdat deze grote objecten zo vroeg in de kosmische tijd moeilijk in elkaar te zetten zijn, zijn er niet veel van.
Enorme stervormende sterrenstelsels die stof bevatten, zenden sterke straling uit op submillimetergolflengten en deze objecten kunnen worden gevonden met behulp van submillimetertelescopen. Ze bieden daarom de mogelijkheid om extreme gevallen van metaal/stofverrijking van de ISM vroeg in het tijdperk van reïonisatie te bestuderen. CfA-astronomen Matt Ashby en Chris Hayward maakten deel uit van een groot team dat de South Pole Telescope gebruikte om een reeks van deze stoffige sterrenstelsels te detecteren. Ze bepaalden hun afstanden met behulp van de ALMA-telescopen door te kijken naar de roodverschoven golflengte van het koolmonoxidemolecuul in hun ISM. Het verst bekende stoffige sterrenstelsel werd op deze manier gedetecteerd, en daaropvolgende waarnemingen ervan met andere faciliteiten bevestigden de kosmologische afstand. De wetenschappers beperkten de eigenschappen van het object door het waargenomen continuüm en de spectraallijnen te modelleren, en ontdekte dat het object een gasmassa heeft van ongeveer 330 miljard zonnemassa's; ter vergelijking, de geschatte gasmassa van de Melkweg is ongeveer vijf miljard zonsmassa's (het grootste deel van de massa is in sterren). Het stoffige sterrenstelsel vormt nieuwe sterren met een geschatte snelheid van enkele duizenden per jaar - hoewel in de veronderstelling dat het proces vergelijkbaar is met wat wordt waargenomen in nabijgelegen sterrenstelsels. Dit zeldzame en verre object biedt een van de beste sondes tot nu toe in de activiteit in sterrenstelsels toen het universum nog erg jong was.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com