We hebben nu de eerste gegevens van de James Webb Space Telescope gezien. Het heeft de atmosferen waargenomen van verre planeten, groepen van nabijgelegen sterrenstelsels, het licht van sterrenstelsels dat wordt afgebogen door onzichtbare donkere materie, en wolken van gas en stof in stellaire kraamkamers.

We hebben ook krantenkoppen gezien die beweren dat Webb "de oudste sterrenstelsels die we ooit hebben gezien" heeft gevonden, maar wat betekent dat?

Ik ben een professionele astronoom die oude sterrenstelsels bestudeert, en zelfs ik vind dit een beetje raadselachtig.

Ver kijken, terugkijken

Een van de belangrijkste wetenschappelijke doelen van Webb is om terug in de tijd te kijken en het vroege heelal te observeren. Webb kan dit omdat het, zoals alle telescopen, een tijdmachine is.

Licht reist met 300.000 kilometer per seconde, dus als we naar de maan kijken, zien we hem zoals hij een seconde geleden was. Omdat de planeten van ons zonnestelsel miljoenen of miljarden kilometers verwijderd zijn, zien we ze zoals ze minuten of uren geleden waren.

Om nog verder te gaan, als we met telescopen naar verre sterrenstelsels kijken, kijken we vaak naar licht dat er miljoenen of miljarden jaren over heeft gedaan om ons te bereiken. Dit betekent dat we deze sterrenstelsels zien zoals ze miljoenen of miljarden jaren geleden waren.

Wat heeft James Webb gezien?

De James Webb-ruimtetelescoop kan verder weg gelegen sterrenstelsels zien dan andere telescopen, waaronder de Hubble-ruimtetelescoop.

Mijn uitstekende zomerstudenten @sophmjewell en @claraluciep hebben deze prachtige kleurenafbeelding gemaakt van ons roodverschuiving 16.7-sterrenstelsel uit de nieuwe paper van @cdonnanastro. Dit sterrenstelsel is 35 miljard lichtjaar verwijderd, waargenomen zoals het slechts 235 miljoen jaar na de oerknal was @NASAWebb @BBCAmos pic.twitter.com/JD1DCkLgUS

— Adam Carnall (@ACCarnall) 26 juli 2022

Net als Hubble bevindt het zich boven de gloeiende en turbulente atmosfeer van de aarde. Terwijl Hubble echter een spiegel van 2,3 meter heeft om licht te focussen, heeft Webb een enorme spiegel van 6,5 meter gevormd uit 18 zeshoekige segmenten. Ten slotte is Webb geoptimaliseerd om infrarood licht te detecteren, wat we waarnemen vanuit de meest verre sterrenstelsels, aangezien de uitdijing van het heelal ultraviolet en infrarood licht in het infrarood heeft uitgerekt.

Een van de eerste gegevens die Webb heeft verkregen, waren infraroodbeelden die kijken naar een cluster van sterrenstelsels genaamd SMACS 0723.

Het licht van SMACS 0723 heeft 4,6 miljard jaar nodig gehad om ons te bereiken, dus we zien het zoals het 4,6 miljard jaar geleden was. Dat is iets ouder dan de zon en de aarde, die pas 4,56 miljard jaar geleden werden gevormd.

In de afgelopen weken hebben sterrenstelsels ver buiten SMACS 0723 aandacht gekregen. Webb heeft een aantal sterrenstelsels gedetecteerd in de richting van SMACS 0723 en andere regio's die zo ver weg zouden kunnen zijn dat het licht er 13,5 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken.

Ik zeg "zou kunnen", omdat er meer gegevens nodig zijn om hun afstanden absoluut te bevestigen, maar sommige van deze sterrenstelsels zijn zeer aantrekkelijke kandidaten (andere minder).

Aangezien het licht er 13,5 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken, zien we deze sterrenstelsels zoals ze er 13,5 miljard jaar geleden uitzagen. Het universum zelf is 13,8 miljard jaar oud, dus we zouden sterrenstelsels kunnen zien zoals ze er slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal uitzagen.

Jong, oud of vroeg?

Hoewel deze zeer verre sterrenstelsels zijn geadverteerd als de 'oudste sterrenstelsels', vind ik dit een beetje verwarrend. We zien deze sterrenstelsels eigenlijk zoals ze verschenen toen ze heel jong waren, misschien honderd miljoen jaar oud of zo.

Het is waar dat deze sterrenstelsels nu oud zullen zijn, maar ons eigen Melkwegstelsel is nu ook erg oud. Terwijl onze zon 4,56 miljard jaar oud is, zijn veel sterren in onze melkweg 10 miljard jaar oud en zijn sommige sterren in de Melkweg 13 miljard jaar oud.

Bovendien zullen de zeer verre sterrenstelsels die Webb heeft gezien er vandaag heel anders uitzien. Sterrenstelsels groeien door gas en donkere materie op te vangen, nieuwe sterren te vormen en met andere sterrenstelsels samen te smelten.

Een klein sterrenstelsel dat kort na de oerknal krachtig sterren aan het vormen was, is misschien het zaad geworden van een sterrenstelsel dat tegenwoordig erg massief is en al lang geleden is gestopt met het vormen van sterren. Dat kleine sterrenstelsel en zijn oude sterren zouden ook slechts onderdeel kunnen zijn van een groter sterrenstelsel dat relatief recent is gevormd door sterrenstelsels samen te smelten.

Een record dat gaat vallen

Moeten we deze verst verwijderde sterrenstelsels dus jong of oud noemen? Misschien ook niet.

James Webb ziet de vroegste sterrenstelsels die tot nu toe zijn waargenomen - enkele van de eerste sterrenstelsels die kort na de oerknal zijn gevormd.

Ik heb nog een laatste voorbehoud gemaakt - 'nog in acht genomen'. Webb is nog maar net begonnen met zijn missie en de huidige analyses zijn gebaseerd op gegevens die gedurende uren zijn verzameld.

Met dagen aan gegevens zal Webb zijn zicht naar zwakkere en verdere objecten duwen en nog verder weg gelegen sterrenstelsels zien. Het record voor het verst verwijderde en dus vroegst waargenomen sterrenstelsel zal waarschijnlijk een paar keer tuimelen voordat het jaar om is. + Verder verkennen

NASA onthult de eerste kosmische doelen van de Webb-telescoop

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.