Een verre melkweg die massiever is dan onze Melkweg - met meer dan een biljoen sterren - heeft onthuld dat de 'kernen' van massieve sterrenstelsels in het heelal al 1,5 miljard jaar na de oerknal waren gevormd, ongeveer 1 miljard jaar eerder dan eerdere metingen onthulden.

Onderzoekers publiceerden hun analyse op 6 november, 2019 in De astrofysische journaalbrieven , een tijdschrift van de American Astronomical Society.

"Als we een telescoop naar de lucht richten en een diepe opname maken, we kunnen daar zoveel sterrenstelsels zien, " zei Masayuki Tanaka, paper auteur en universitair hoofddocent astronomische wetenschappen aan de Graduate University for Advanced Studies en de National Astronomical Observatory of Japan. "Maar ons begrip van hoe deze sterrenstelsels zich vormen en groeien is nog steeds vrij beperkt, vooral als het gaat om massieve sterrenstelsels."

Sterrenstelsels worden grofweg gecategoriseerd als dood of levend:dode sterrenstelsels vormen geen sterren meer, terwijl levende sterrenstelsels nog steeds helder zijn met stervormingsactiviteit. Een 'uitdovend' melkwegstelsel is een melkwegstelsel dat aan het sterven is - wat betekent dat de stervorming aanzienlijk wordt onderdrukt. Dovende sterrenstelsels zijn niet zo helder als volledig levende sterrenstelsels, maar ze zijn niet zo donker als dode sterrenstelsels. Onderzoekers gebruiken dit helderheidsspectrum als de eerste identificatielijn bij het observeren van het heelal.

De onderzoekers gebruikten de telescopen van het W.M. Keck Observatory in Hawaii om een ​​uitdovend sterrenstelsel te observeren in wat het Subaru/XMM-Newton Deep Field wordt genoemd. Dit deel van de hemel is nauwkeurig geobserveerd door verschillende telescopen, het produceren van een schat aan gegevens voor wetenschappers om te bestuderen. Tanaka en zijn team gebruikten een instrument genaamd MOSFIRE op de Keck I-telescoop om metingen van de melkweg te verkrijgen. Ze verkregen een meting van twee micron in het nabij-infraroodspectrum, die het menselijk oog niet kan zien, maar het bevestigde dat het licht van de melkweg slechts 1,5 miljard jaar na de oerknal werd uitgezonden. Het team bevestigde ook dat de stervorming van de melkweg werd onderdrukt.

"De onderdrukte stervorming vertelt je dat een melkwegstelsel sterft, helaas, maar dat is precies het soort melkwegstelsel dat we in detail willen bestuderen om te begrijpen waarom uitdoving optreedt, " zei Francesco Valentino, een co-auteur van het artikel en een assistent-professor aan het Cosmic Dawn Center in Kopenhagen.

Volgens Valentino, astronomen geloven dat massieve sterrenstelsels de eersten zijn die sterven in de geschiedenis van het heelal en dat ze de sleutel zijn om te begrijpen waarom uitdoving in de eerste plaats plaatsvindt.

"We ontdekten ook dat de 'kernen' van massieve sterrenstelsels vandaag de dag volledig lijken te zijn gevormd in het vroege heelal, " zei Tanaka. Hoe sterren binnen een melkwegstelsel bewegen, hangt af van hoeveel massa dat object bevat. Tanaka en zijn team ontdekten dat de sterren in het verre melkwegstelsel net zo snel lijken te bewegen als die dichter bij huis. "De vorige meting van deze soort werd gemaakt toen het heelal 2,5 miljard jaar oud was. We hebben het record opgevoerd tot 1,5 miljard jaar en vonden, tot onze verbazing, dat de kern al behoorlijk volwassen was."

De onderzoekers blijven onderzoeken hoe massieve sterrenstelsels zich vormen en hoe ze sterven in het vroege heelal, en ze zijn op zoek naar meer massieve uitdovingsstelsels in het verre heelal die licht kunnen werpen op eerdere fasen van het proces.

"Wanneer verscheen het eerste dode sterrenstelsel in het heelal?" vroeg Tanaka. "Dit is een zeer interessante vraag voor ons om te beantwoorden. Om dit te doen, we zullen de deep sky blijven observeren met de grootste telescopen en onze zoektocht uitbreiden naarmate er meer geavanceerde faciliteiten beschikbaar komen."