Met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop zijn onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen de eersten geweest die de vorming van drie van de vroegste sterrenstelsels in het universum hebben gezien, meer dan 13 miljard jaar geleden. De sensationele ontdekking levert belangrijke kennis op over het universum en is nu gepubliceerd in Science .

Voor het eerst in de geschiedenis van de astronomie zijn onderzoekers van het Niels Bohr Instituut getuige geweest van de geboorte van drie van de allervroegste sterrenstelsels in het heelal, ergens tussen 13,3 en 13,4 miljard jaar geleden.

De ontdekking werd gedaan met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop, die deze eerste 'live-observaties' van vormende sterrenstelsels hier op aarde naar ons toe bracht.

Via de telescoop konden onderzoekers signalen zien van grote hoeveelheden gas die zich ophopen en terechtkomen in een ministelsel dat in aanbouw is. Hoewel dit de manier is waarop sterrenstelsels worden gevormd volgens theorieën en computersimulaties, was dit nog nooit eerder waargenomen.

‘Je zou kunnen zeggen dat dit de eerste ‘directe’ beelden zijn van de vorming van sterrenstelsels die we ooit hebben gezien. Terwijl de James Webb ons eerder vroege sterrenstelsels in latere stadia van de evolutie heeft laten zien, zijn we hier getuige van hun geboorte, en dus van de geboorte ervan. constructie van de eerste sterrenstelsels in het universum”, zegt assistent-professor Kasper Elm Heintz van het Niels Bohr Instituut, die het nieuwe onderzoek leidde.

Stelselstelsels geboren kort na de oerknal

De onderzoekers schatten dat de geboorte van de drie sterrenstelsels ongeveer 400 tot 600 miljoen jaar na de oerknal heeft plaatsgevonden, de explosie waarmee het allemaal begon. Hoewel dat lang lijkt, komt het overeen met sterrenstelsels die zich vormen tijdens de eerste 3 tot 4% van de totale levensduur van het universum, die 13,8 miljard jaar duurt.

Kort na de oerknal was het universum een ​​enorm ondoorzichtig gas van waterstofatomen, in tegenstelling tot vandaag de dag, waar de nachtelijke hemel bezaaid is met een deken van goed gedefinieerde sterren.

‘Gedurende de paar honderd miljoen jaar na de oerknal werden de eerste sterren gevormd, voordat sterren en gas zich tot sterrenstelsels begonnen te verenigen. Dit is het proces waarvan we het begin zien in onze waarnemingen’, legt universitair hoofddocent Darach Watson uit. P>

De geboorte van sterrenstelsels vond plaats in een tijd in de geschiedenis van het universum die bekend staat als het tijdperk van reionisatie, toen de energie en het licht van enkele van de eerste sterrenstelsels door de nevels van waterstofgas braken.

Het zijn precies deze grote hoeveelheden waterstofgas die de onderzoekers hebben vastgelegd met behulp van het infraroodzicht van de James Webb Space Telescope. Dit is de meest verre meting van het koude, neutrale waterstofgas, de bouwsteen van de sterren en sterrenstelsels, dat tot nu toe door wetenschappelijke onderzoekers is ontdekt.

Voegt toe aan het begrip van onze oorsprong

Het onderzoek werd uitgevoerd door Kasper Elm Heintz, in nauwe samenwerking met onder meer onderzoekscollega's Darach Watson, Gabriel Brammer en Ph.D. student Simone Vejlgaard van het Cosmic Dawn Center aan het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen – een centrum dat tot doel heeft de dageraad van het universum te onderzoeken en te begrijpen. Dit nieuwste resultaat brengt hen veel dichter bij dat doel.

Het onderzoeksteam heeft al meer observatietijd aangevraagd met de James Webb Ruimtetelescoop, in de hoop hun nieuwe resultaat uit te breiden en meer te leren over het vroegste tijdperk in de vorming van sterrenstelsels.

‘Voorlopig gaat het hier om het nog gedetailleerder in kaart brengen van onze nieuwe waarnemingen van de vorming van sterrenstelsels dan voorheen. Tegelijkertijd proberen we voortdurend de grens te verleggen van hoe ver we in het heelal kunnen kijken. Dus misschien kunnen we zullen nog verder reiken", zegt Vejlgaard.

Volgens de onderzoeker draagt ​​de nieuwe kennis bij aan het beantwoorden van een van de meest fundamentele vragen van de mensheid.

"Een van de meest fundamentele vragen die wij mensen altijd hebben gesteld is:'Waar komen we vandaan?' Hier verzamelen we een beetje meer van het antwoord door licht te werpen op het moment waarop enkele van de eerste structuren van het universum werden gecreëerd. Het is een proces dat we verder zullen onderzoeken, totdat we hopelijk nog meer stukjes kunnen passen de puzzel in elkaar te zetten”, besluit universitair hoofddocent Brammer.

De studie werd uitgevoerd door onderzoekers Kasper E. Heintz, Darach Watson, Gabriel Brammer, Simone Vejlgaard, Anne Hutter, Victoria B. Strait, Jorryt Matthee, Pascal A. Oesch, Pall Jakobsson, Nial R. Tanvir, Peter Laursen, Rohan P. Naidu, Charlotte A. Mason, Meghana Killi, Intae Jung, Tiger Yu-Yang Hsiao, Abdurro'uf, Dan Coe, Pablo Arrabal Haro, Steven L. Finkelstein en Sune Toft.