Hubble Space Telescope-afbeelding van J1148 + 5251. Windhorst, Arizona State University
Quasars waren voor astronomen de beste en gemakkelijkst te observeren bakens om het verre heelal te onderzoeken, en een van de verste en helderste quasars zorgt voor een beetje een verrassing. Astronomen die een ver sterrenstelsel bestuderen, genaamd J1148 + 5251 en dat een heldere quasar bevat, zien alleen de quasar en niet het gaststelsel zelf. Er wordt gedacht dat de quasar elk jaar een handvol sterren voedt om in slechts een paar honderd miljoen jaar zijn omvang van drie miljard zonsmassa's te vergroten. Maar waar zijn alle sterren?
Waarschijnlijk is de quasar niet doorgegaan met eten en heeft hij alles opgegeten! Maar misschien eet het stiekem. Nabij-infraroodbeelden met de groothoekcamera 3 van de Hubble-ruimtetelescoop geven slechts een hint van wat er zou kunnen gebeuren: de melkweg is zo gehuld in stof dat er geen sterrenlicht te zien is; alleen de heldere, schetterende quasar schijnt door. Hoeveel sterren deze quasar eet, is nu onzeker, aangezien het bloedbad undercover plaatsvindt.
Terwijl de meeste vroege sterrenstelsels bijna geen stof bevatten - het vroege heelal was stofvrij totdat de eerste generatie sterren stof begon te maken door kernfusie - eerdere submillimeterwaarnemingen toonden aan dat dit sterrenstelsel grote hoeveelheden stof herbergt, dus dat is ook een beetje een mysterie .
Dus hoe kan dit allemaal gebeuren?
De artistieke indruk van een van de verste, oudste en helderste quasars die ooit is gezien, schuilt achter stof. Het stof verbergt ook het zicht op het onderliggende sterrenstelsel waarin de quasar vermoedelijk is ingebed. (Credit: NASA / ESA / G.Bacon, STScI)
“Als je de sterren met stof wilt verbergen, moet je eerder veel kortlevende massieve sterren maken die aan het einde van hun leven hun massa verliezen. Je moet dit heel snel doen, zodat supernova's en andere stellaire kanalen voor massaverlies de omgeving heel snel met stof kunnen vullen, ”zegt Rogier Windhorst van de Arizona State University (ASU), Tempe, Ariz.
"Je moet ze ook door de hele melkweg vormen om het stof door de hele melkweg te verspreiden", voegde Matt Mechtley, ook van ASU, toe.
Deze quasar werd voor het eerst geïdentificeerd in de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) en de follow-up submillimeterwaarnemingen lieten veel stof zien, maar niet hoe en waar het werd verspreid.
Windhorst en zijn team gebruikten Hubble om heel voorzichtig licht af te trekken van het quasar-beeld en te zoeken naar de gloed van omringende sterren. Ze deden dit door naar de gloed van een referentiester in de lucht nabij de quasar te kijken en deze als sjabloon te gebruiken om het quasarlicht uit de afbeelding te verwijderen. Nadat de quasar was verwijderd, werd er geen significant onderliggend sterrenlicht gedetecteerd. De sterren van het onderliggende sterrenstelsel hadden gemakkelijk kunnen worden gedetecteerd als ze op tenminste enkele locaties aanwezig waren geweest en relatief niet waren verduisterd door stof.
"Het is opmerkelijk dat Hubble geen van de onderliggende sterrenstelsels heeft gevonden", zei Windhorst. “Het onderliggende sterrenstelsel is overal veel zwakker dan verwacht en moet daarom overal in een zeer stoffige omgeving zijn. Het is een van de meest hevige bosbranden in het universum. Het veroorzaakt zoveel rook dat je nergens sterrenlicht ziet. De bosbrand is compleet, geen boom is gespaard gebleven. '
Omdat we de sterren niet zien, kunnen we uitsluiten dat het sterrenstelsel waarin deze quasar zich bevindt een normaal sterrenstelsel is ', zei Mechtley. "Het is een van de stoffigste sterrenstelsels in het universum en het stof is zo wijd verspreid dat er zelfs geen enkele groep sterren doorheen glijdt. We zijn heel dicht bij een plausibele detectie, in die zin dat als we een factor twee dieper waren gegaan, we misschien wat licht van zijn jonge sterren zouden hebben gedetecteerd, zelfs in zo'n stoffig sterrenstelsel. "
Dit resultaat werd gepubliceerd in het nummer van 10 september van de Astrophysical Journal Letters in de paper van het team.
De enige manier om dit mysterie te doorgronden, zei Windhorst, is wachten tot de James Webb-ruimtetelescoop wordt gelanceerd en online komt.
'De Webb-telescoop is ontworpen om hier een definitieve detectie van te maken', zei hij. "We zullen solide waarnemingen van de sterren krijgen met Webb's betere gevoeligheid voor langere golflengten van licht, die de stoffige gebieden in deze jonge sterrenstelsels beter zullen onderzoeken."
De Webb-telescoop zal ook de infraroodgevoeligheid hebben om helemaal terug te kijken tot 200 miljoen jaar na de oerknal. Als sterrenstelsels in dit vroege tijdperk sterren begonnen te vormen, is Webb ontworpen en gebouwd om ze te detecteren.
Alleen dan zal de ware aard - en mogelijk bloedbad - van dit systeem worden onthuld.
Lees de paper van het team.
Bron: NASA
