Een internationaal team van astronomen heeft een massief stervormend sterrenstelsel met een hoge roodverschuiving waargenomen dat bekend staat als REBELS-25. Ze ontdekten dat REBELS-25 een dynamisch koud schijfstelsel is. Deze bevinding werd gepresenteerd in een onderzoeksartikel dat op 9 mei werd gepubliceerd op de pre-print server arXiv .

Met een roodverschuiving van 7,31, wat overeenkomt met een helderheidsafstand van ongeveer 236 miljard lichtjaar, is REBELS-25 een infrarood lichtgevend sterrenstelsel. Het heeft een stellaire massa van zo'n 8 miljard zonsmassa's en de stervormingssnelheid wordt geschat op een niveau van 199 zonsmassa's per jaar.

Onlangs besloot een groep astronomen onder leiding van Lucie E. Rowland van de Universiteit Leiden in Nederland om REBELS-25-waarnemingen met hoge resolutie en stofcontinuüm uit te voeren om meer licht te werpen op de eigenschappen ervan. Hiervoor gebruikten ze in Chili de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

‘In dit artikel hebben we vervolgwaarnemingen met hoge resolutie (∼710 pct.) ALMA [CII] en stof (∼150𝜇m) continuümwaarnemingen gepresenteerd van REBELS-25; een massief stervormend sterrenstelsel op 𝑧=7,31, oorspronkelijk bedoeld als onderdeel van het ALMA Reionization Era Bright Emission Line Survey (REBELS) grote programma (LP),' schreven de onderzoekers.

Uit de waarnemingen bleek dat REBELS-25 een relatief lage snelheidsspreiding heeft van ongeveer 33 km/s en een hoge verhouding tussen geordende en willekeurige bewegingen – op een niveau van 11,0. Deze resultaten geven aan dat REBELS-25 een dynamisch koud schijfstelsel is.

Hoewel REBELS-25 dynamisch koud lijkt te zijn, hebben de astronomen echter enig bewijs waargenomen van niet-cirkelvormige bewegingen. Deze bewegingen kunnen het gevolg zijn van instroom of uitstroom, een kleine samensmeltende component, maar ook van een centrale staaf of spiraalarmen.

Uit de waarnemingen bleek ook dat REBELS-25 een totale dynamische massa heeft van ongeveer 120 miljard zonsmassa's. Op basis hiervan schatten de onderzoekers dat de gasmassa van het sterrenstelsel zo'n 110 miljard zonsmassa's bedraagt, maar dit resultaat is zeer onzeker vanwege de verduistering door stof en vereist verder onderzoek.

De auteurs van het artikel onderstreepten dat hun ontdekking REBELS-25 tot een van de verste, robuust bevestigde koude schijfstelsels maakt die tot nu toe zijn waargenomen. Ze voegden eraan toe dat het vinden van zo’n zeer ver en zeer dynamisch koud schijfstelsel een uitdaging is voor de huidige theoretische voorspellingen en simulaties. Het suggereert ook dat dergelijke sterrenstelsels vaker voorkomen in het universum met een hoge roodverschuiving dan eerder werd gedacht.

‘We verwachten daarom dat toekomstige studies met hoge resolutie van de kinematica van koud gas op hoge z nog meer koude, massieve schijven zullen onthullen. In het bijzonder zullen voortdurende ALMA-waarnemingen van andere REBELS-sterrenstelsels robuuste kinematische modellering van extra roterende schijfkandidaten op 𝑧∼ mogelijk maken. 6−8", concluderen de wetenschappers.