science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astronomen melden het verste radiostelsel ooit ontdekt

Deze foto toont het nabij-infraroodbeeld in de K-band, gemaakt met de Large Binocular Telescope in Arizona, met radio-uitzending in wit overlay. Het feit dat het gastmelkwegstelsel niet werd gedetecteerd op infrarode golflengten van waaruit de radio-emissie afkomstig is, hielp onafhankelijk de recordafstand van dit melkwegstelsel te bevestigen. Credit:Sterrewacht Leiden

Na bijna 20 jaar, het record van het verste radiostelsel dat ooit is ontdekt, is verbroken. Een team onder leiding van Ph.D. student Aayush Saxena (Sterrewacht Leiden, Nederland) heeft een radiostelsel gevonden uit een tijd dat het heelal nog maar 7 procent van zijn huidige leeftijd had, op een afstand van 12 miljard lichtjaar.

Het team gebruikte de Giant Meter-wave Radio Telescope (GMRT) in India om het radiostelsel in eerste instantie te identificeren. De afstand tot dit sterrenstelsel werd vervolgens bepaald met behulp van de Gemini North-telescoop op Hawaï en de Large Binocular Telescope in Arizona door de roodverschuiving van het sterrenstelsel te meten.

De roodverschuiving van z =5,72 betekent dat het sterrenstelsel wordt waargenomen zoals het eruitzag toen het universum slechts een miljard jaar oud was. Dit betekent ook dat het licht van dit sterrenstelsel bijna 12 miljard jaar oud is. Het team bestaat uit sterrenkundigen uit Nederland, Brazilië, het Verenigd Koninkrijk en Italië. De studie waarin deze resultaten worden aangekondigd, is geaccepteerd voor publicatie in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Het meten van de roodverschuiving van een melkwegstelsel vertelt astronomen de afstand. Hoe verder weg sterrenstelsels zijn, hoe sneller ze van ons weg gaan. Het licht van deze sterrenstelsels lijkt daardoor roder, na een effect dat bekend staat als de Dopplerverschuiving. Daarom, hoe hoger de snelheid waarmee een melkwegstelsel van ons weg beweegt, hoe groter de roodverschuiving.

Radiosterrenstelsels zijn zeer zeldzame objecten in het heelal. Het zijn kolossale sterrenstelsels met een superzwaar zwart gat in hun centrum dat actief gas en stof uit de omgeving aanwast. Deze activiteit initieert de lancering van hoogenergetische jetstreams, die in staat zijn geladen deeltjes rond het superzware zwarte gat te versnellen tot bijna de lichtsnelheid. Deze jets worden heel duidelijk waargenomen op radiogolflengten.

Het feit dat dergelijke sterrenstelsels in het verre heelal bestaan, heeft astronomen verrast. De ontdekking van dergelijke sterrenstelsels op extreem grote afstanden is belangrijk voor ons begrip van de vorming en evolutie van sterrenstelsels. Het in detail bestuderen van deze radiosterrenstelsels werpt ook licht op de vorming van oerzwarte gaten, die de groei van sterrenstelsels hebben aangestuurd en gereguleerd.

Eerste auteur Aayush Saxena (Sterrewacht Leiden) zegt:"Het is heel verrassend hoe deze sterrenstelsels in zo'n korte tijd hun massa hebben opgebouwd." Co-auteur Huub Röttgering (Sterrewacht Leiden, Nederland) voegt hieraan toe:"Heldere radiosterrenstelsels herbergen superzware zwarte gaten. Het is verbazingwekkend om zulke objecten al vroeg in de geschiedenis van het heelal te vinden; de tijd die deze superzware zwarte gaten nodig hadden om zich te vormen en te groeien, moet erg kort zijn geweest."

Een radiostelsel met een roodverschuiving van z =5,19 was de vorige recordhouder sinds de ontdekking in 1999. De volgende generatie radiotelescopen, gecombineerd met 's werelds grootste optische en infraroodtelescopen, radiosterrenstelsels met nog grotere roodverschuivingen kunnen detecteren.