Een team van astronomen onder leiding van SRON Netherlands Institute for Space Research heeft 10 keer meer hyperlichtgevende sterrenstelsels in het infrarood waargenomen dan sterren volgens de modellen kunnen produceren. Als de theorie klopt, het betekent dat sterren alleen niet verantwoordelijk kunnen zijn voor de helderheid van de meest lichtgevende infrarode sterrenstelsels. Het artikel is gepubliceerd in een speciale uitgave van Astronomie en astrofysica .

Nadat het universum 13,8 miljard jaar geleden uit de oerknal ontstond, sterrenstelsels gevuld met sterren begonnen zich ongeveer 3 miljard jaar later relatief snel te vormen. Er was genoeg gas om rond te gaan, dus een klein deel van deze vroege sterrenstelsels kon uitgroeien tot massieve, hyper-lichtgevende sterrenstelsels, met een helderheid van 10 biljoen zonnen. Naarmate de gasreserves met de tijd uitgeput raakten, minder sterrenstelsels zouden in een snel tempo kunnen groeien.

Toen astronomen het heelal observeerden met de infrarood-ruimtetelescoop Herschel, ze ontdekten dat deze theorie grotendeels klopt. Echter, in absolute aantallen, het leek alsof er meer dan een orde van grootte te veel hyperlichtgevende infrarood sterrenstelsels waren, zowel in het vroege heelal als in recentere tijdperken. Helaas, De ruimtelijke resolutie van Herschel kon niet alle individuele sterrenstelsels oplossen, dus ze konden het niet met zekerheid zeggen.

Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Lingyu Wang van SRON en RUG, heeft nu de LOFAR-telescoop gebruikt - met een hogere ruimtelijke resolutie - om sterrenstelsels afzonderlijk te onderscheiden. Dat vonden ze inderdaad er zijn meer dan een orde van grootte meer hyper-lichtgevende sterrenstelsels dan de theorie voorspelt. Met een onzekerheid van een factor twee, ze kunnen met zekerheid zeggen dat we op zoek moeten naar een andere theorie.

"We bestuderen nu welke fysieke mechanismen zulke extreme sterrenstelsels kunnen aandrijven, ", zegt Wang. "Worden ze aangedreven door stervorming of door superzware aanwas van zwarte gaten? Indien aangedreven door stervorming, hyperlichtgevende infrarode sterrenstelsels zouden sterren vormen met enkele duizenden zonsmassa's per jaar. Theoretische modellen kunnen niet zoveel sterrenstelsels produceren die met zulke extreme snelheden sterren vormen. Een alternatief scenario is dus dat ze voornamelijk worden aangedreven door accretie-activiteit rond het centrale zwarte gat. We hebben meer vervolgobservaties nodig om de ware aard van deze extreme objecten te bestuderen."

Het team zal dit vervolgonderzoek uitvoeren met behulp van het Keck-observatorium. Het geeft ze nauwkeurigere gegevens over de roodverschuiving van sterrenstelsels en dus over hun afstand. Keck herbergt een optische telescoop, spectra leveren. Astronomen leiden de roodverschuiving af uit spectra door te kijken hoeveel golflengten de karakteristieke vingerafdrukken zijn verschoven.