Verre melkwegstelsel in een Hubble Ultra Deep Field-afbeelding. Afbeelding tegoed: Hubble. Klik om te vergroten.
Twee van NASA's grote observatoria, de Spitzer en Hubble-ruimtetelescopen, werken samen om de sterren in verschillende verre sterrenstelsels te "wegen". Een van deze sterrenstelsels, een van de verste ooit gezien, lijkt buitengewoon massief en volwassen te zijn vanwege zijn plaats in het jonge universum.
Dit kwam als een verrassing voor astronomen, aangezien algemeen wordt aangenomen dat de vroegste sterrenstelsels in het heelal veel kleinere associaties van sterren waren die geleidelijk samensmolten tot grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg.
“Deze melkweg, genaamd HUDF-JD2, lijkt snel op te zijn gegroeid, binnen de eerste paar honderd miljoen jaar na de oerknal. Het maakte ongeveer acht keer meer massa aan sterren dan in onze eigen Melkweg, en toen stopte het net zo plotseling met het vormen van nieuwe sterren, ”zei Bahram Mobasher van het Space Telescope Science Institute, Baltimore en het European Space Agency, Parijs .
De melkweg werd tussen ongeveer 10.000 andere in een klein stukje hemel genoemd, de Hubble Ultra Deep Field (UDF) genoemd. Men denkt dat de melkweg ongeveer zo ver weg is als de verste bekende sterrenstelsels. Het vertegenwoordigt een tijdperk waarin het universum slechts 800 miljoen jaar oud was. Dat is ongeveer vijf procent van de leeftijd van 14 miljard jaar in het universum.
Wetenschappers die de UDF bestudeerden, vonden dit sterrenstelsel in de infraroodbeelden van Hubble. Ze verwachtten dat het jong en klein zou zijn, zoals andere bekende sterrenstelsels op vergelijkbare afstanden. In plaats daarvan vonden ze aanwijzingen dat de melkweg opmerkelijk volwassen en veel massiever is, en dat de sterren er al lang lijken te zijn.
Het UDF-beeld met optisch licht van Hubble is het diepste beeld dat ooit is gemaakt, maar dit sterrenstelsel was niet duidelijk. Dit geeft aan dat veel van het optische licht van de melkweg is geabsorbeerd door miljarden lichtjaren te reizen door tussenliggend waterstofgas. De melkweg werd gedetecteerd met Hubble's nabij-infraroodcamera en multi-object-spectrometer. Het werd ook gedetecteerd door een infraroodcamera op de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory. Bij die langere infraroodgolflengten is het erg zwak en rood.
De grote verrassing is hoeveel helderder de melkweg is in nog langere golflengte infraroodbeelden van de Spitzer-ruimtetelescoop. Spitzer is gevoelig voor het licht van oudere, rodere sterren, die het grootste deel van de massa in een sterrenstelsel zouden moeten uitmaken. De infraroodhelderheid van het sterrenstelsel suggereert dat het enorm is. "Dit zou zelfs vandaag een behoorlijk groot sterrenstelsel zijn", zei Mark Dickinson van de National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Ariz. "In een tijd dat het universum nog maar 800 miljoen jaar oud was, is het absoluut gigantisch", voegde hij eraan toe.
Spitzer-waarnemingen werden ook onafhankelijk gerapporteerd door Laurence Eyles van de Universiteit van Exeter in het Verenigd Koninkrijk en Haojing Yan van het Spitzer Science Center, Pasadena, Californië. Ze onthulden ook bewijs voor volwassen sterren in meer gewone, minder zware sterrenstelsels op vergelijkbare afstanden, wanneer het universum was minder dan een miljard jaar oud.
De nieuwe waarnemingen die Mobasher heeft gerapporteerd, breiden dit idee van verrassend volwassen 'babystelsels' uit tot een object dat misschien wel tien keer zo zwaar is en dat zijn sterren zelfs eerder in de geschiedenis van het heelal leek te vormen.
Het team van Mobasher schatte de afstand tot dit sterrenstelsel door de informatie van de Hubble-, Spitzer- en VLT-waarnemingen te combineren. De relatieve helderheid van het sterrenstelsel op verschillende golflengten wordt beïnvloed door het uitdijende heelal en stelt astronomen in staat de afstand te schatten. Ze kunnen ook een idee krijgen van de samenstelling van de melkweg in termen van massa en ouderdom van de sterren. Er is de volgende generatie telescopen voor nodig, zoals de infrarood James Webb Space Telescope, om de afstand van de melkweg te bevestigen.
Hoewel astronomen over het algemeen geloven dat de meeste sterrenstelsels stuk voor stuk zijn gebouwd door fusies van kleinere sterrenstelsels, suggereert de ontdekking van dit object dat er op zijn minst een paar sterrenstelsels zijn die lang geleden zijn gevormd. Voor zo'n groot sterrenstelsel zou dit een enorm explosieve gebeurtenis van stergeboorte zijn geweest. De resultaten van Mobasher verschijnen op 20 december in het Astrophysical Journal.
Ga voor elektronische afbeeldingen van het onderzoek en informatie op internet naar: http://hubblesite.org/news/2005/28
Oorspronkelijke bron: Hubble News Release
