In een recente studie ingediend bij Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , heeft een samenwerkend onderzoeksteam de eerste set gegevens van de James Webb Space Telescope (JWST) gebruikt om een ​​melkwegkandidaat te ontdekken, CEERS-93316, die ongeveer 250 miljoen jaar na de oerknal is gevormd, wat ook een nieuw roodverschuivingsrecord van z =16,7. Deze bevinding is buitengewoon intrigerend omdat het de kracht van JWST aantoont, die pas een paar weken geleden begon met het terugsturen van de eerste set gegevens. CEERS staat voor Cosmic Evolution Early Release Science Survey en is speciaal gemaakt voor beeldvorming met JWST.

"De afgelopen weken waren surrealistisch, kijkend naar alle records die lange tijd met Hubble stonden, werden gebroken door JWST", zegt Dr. Rebecca Bowler, een Ernest Rutherford Fellow aan de Universiteit van Manchester, en een co-auteur op de studie. "Het vinden van een kandidaat voor een z =16,7 sterrenstelsel is een geweldig gevoel - het was niet iets dat we verwachtten op basis van de eerste gegevens."

Deze nieuwe studie verwijst naar een tiental eerdere studies die objecten hebben gemeten tot roodverschuivingen z ~ 10 met behulp van een combinatie van grondobservaties en met de Hubble Space Telescope en Spitzer Space Telescope.

"Het is verbazingwekkend om zo'n verre melkwegkandidaat al met Webb te hebben gevonden, aangezien dit slechts de eerste reeks gegevens is", zegt Callum Donnan, een Ph.D. student aan de Universiteit van Edinburgh, en hoofdauteur van de studie. "Het is belangrijk op te merken dat het melkwegstelsel, om zeker te zijn van de roodverschuiving, vervolgobservaties nodig heeft met behulp van spectroscopie. Daarom noemen we het een melkwegkandidaat."

De studie stelde vast dat CEERS-93316 geen ster met een lage massa of een onbelemmerde actieve galactische kern kan zijn op basis van beeldgegevens van NIRCam (Near Infrared Camera), de primaire imager van JWST. Aangezien CEERS-93316 slechts 250 miljoen jaar oud zou kunnen zijn, is een doel voor kosmologen om te weten wat er gebeurt in sterrenstelsels die zo jong zijn, en zo kort na de oerknal.

"Na de oerknal ging het heelal een periode in die bekend staat als de donkere middeleeuwen, een tijd voordat er sterren waren geboren", legt dr. Bowler uit. "De waarnemingen van dit sterrenstelsel duwen de waarnemingen terug naar de tijd dat we denken dat de eerste sterrenstelsels ooit werden gevormd. We hebben al meer sterrenstelsels in het zeer vroege heelal gevonden dan computersimulaties voorspelden, dus er is duidelijk veel open vragen over hoe en wanneer de eerste sterren en sterrenstelsels werden gevormd."

Gezien deze ongelooflijke bevinding in slechts de eerste reeks gegevens van JWST, is het intrigerend om te bedenken hoeveel vader terug in het universum deze recordbrekende ruimtetelescoop kan zien, en of hij de oerknal zelf kan zien.

"In principe kan JWST sterrenstelsels detecteren bij roodverschuivingen van meer dan 20, minder dan 200 miljoen jaar na de oerknal", legt Bowler uit. "Deze sterrenstelsels zullen waarschijnlijk extreem moeilijk te vinden zijn, maar de detectie van CERRS 93316 geeft ons hoop dat ze kunnen bestaan. Let op deze ruimte!"

"Het meest verre waargenomen fenomeen is de kosmische microgolfachtergrond (CMB), de 'nagloed' van de oerknal", legt Donnan uit. "Het licht van de CMB komt van ongeveer 400.000 jaar na de oerknal en is in de loop der jaren door verschillende instrumenten waargenomen - met name de Planck-satelliet die in 2009 werd gelanceerd. Webb zal niet zo ver terug kunnen kijken als dat, maar het is in staat om de vroegste stadia van de vorming van sterrenstelsels te onderzoeken."

Hoewel Donnan en Bowler beiden zeiden dat er geen verdere waarnemingen gepland zijn voor CEERS-93316, hebben ze goede hoop dat dit in de toekomst wel zal gebeuren.

Roodverschuiving maakt deel uit van wat bekend staat als het Doppler-effect, dat astronomen gebruiken om afstanden in het universum te meten. Een veelvoorkomend voorbeeld om het Doppler-effect aan te tonen, is de verandering in de toonhoogte van geluidsgolven wanneer een luid object naar u toe komt en vervolgens van u af rijdt, vaak door een ambulance of een ander eerstehulpvoertuig. De geluidsgolven wanneer het object naar je toe reist, staat bekend als blauwverschuiving, terwijl het tegenovergestelde roodverschuiving wordt genoemd. Deze nieuwe studie die een nieuw roodverschuivingsrecord instelt, betekent dat wetenschappers het verste object in het universum tot nu toe hebben gemeten. + Verder verkennen

Vindt de James Webb-ruimtetelescoop de verste, oudste, jongste of eerste sterrenstelsels? Een astronoom legt uit