Onderzoekers hebben een radiosignaal gedetecteerd van overvloedig interstellair stof in MACS0416_Y1, een sterrenstelsel op 13,2 miljard lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eridanus. Standaardmodellen kunnen niet zoveel stof verklaren in een sterrenstelsel dat zo jong is, dwingen ons om de geschiedenis van stervorming te heroverwegen. Onderzoekers denken nu dat MACS0416_Y1 verspringende stervorming heeft meegemaakt met twee intense starburst-perioden 300 miljoen en 600 miljoen jaar na de oerknal met een rustige fase ertussen.

Sterren zijn de belangrijkste spelers in het universum, maar ze worden ondersteund door de onzichtbare backstage stagehands:sterrenstof en gas. Kosmische wolken van stof en gas zijn de plaatsen van stervorming en meesterlijke vertellers van de kosmische geschiedenis.

"Stof en relatief zware elementen zoals zuurstof worden verspreid door de dood van sterren, " zei Yoichi Tamura, een universitair hoofddocent aan de Nagoya University en de hoofdauteur van het onderzoekspaper, "Daarom, een detectie van stof op een bepaald moment geeft aan dat er al een aantal sterren zijn gevormd en ruim voor dat moment zijn gestorven."

Met behulp van ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), Tamura en zijn team observeerden het verre sterrenstelsel MACS0416_Y1. Door de eindige lichtsnelheid de radiogolven die we vandaag vanuit dit sterrenstelsel waarnemen, moesten 13,2 miljard jaar reizen om ons te bereiken. Met andere woorden, ze geven een beeld van hoe de melkweg er 13,2 miljard jaar geleden uitzag, dat is slechts 600 miljoen jaar na de oerknal.

De astronomen ontdekten een zwak maar veelbetekenend signaal van radio-emissies van stofdeeltjes in MACS0416_Y1. De Hubble-ruimtetelescoop, de Spitzer Ruimtetelescoop, en de Very Large Telescope van de European Southern Observatory hebben het licht van sterren in de melkweg waargenomen; en op basis van zijn kleur schatten ze de stellaire leeftijd op 4 miljoen jaar.

"Het is niet gemakkelijk, " zei Tamura half verloren in een maandagdroom. "Het stof is te overvloedig om in 4 miljoen jaar gevormd te zijn. Het is verrassend, maar we moeten onszelf vasthouden. Oudere sterren verbergen zich misschien in de melkweg, of ze zijn misschien uitgestorven en al verdwenen."

"Er zijn verschillende ideeën voorgesteld om deze 'stofbudgetcrisis' te overwinnen, " zei Ken Mawatari, een onderzoeker aan de Universiteit van Tokio. "Echter, niemand is beslissend. We hebben een nieuw model gemaakt waarvoor geen extreme veronderstellingen nodig zijn die ver afwijken van onze kennis van het leven van sterren in het huidige universum. Het model verklaart zowel de kleur van de melkweg als de hoeveelheid stof goed." de eerste uitbarsting van stervorming begon bij 300 miljoen jaar en duurde 100 miljoen jaar. Daarna, de stervormingsactiviteit viel een tijdje stil, en begon toen opnieuw op 600 miljoen jaar. De onderzoekers denken dat ALMA dit sterrenstelsel aan het begin van zijn tweede generatie stervorming heeft waargenomen.

"Stof is een cruciaal materiaal voor planeten zoals de aarde, " legt Tamura uit. "Ons resultaat is een belangrijke stap voorwaarts om de vroege geschiedenis van het universum en de oorsprong van stof te begrijpen."

De studie is gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift .