Laten we de lichten uitdoen en het podium bepalen ... We gaan door de ruimte en kijken niet alleen naar verre sterrenstelsels, maar ook naar het ongelooflijk verre verleden. Nu, nieuwe waarnemingen gedaan met de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) laten ons zien dat deze stortingen van stellaire schepping veel eerder begonnen zijn dan ze dachten.
Volgens het laatste onderzoek dat is gepubliceerd in de editie van het tijdschrift van vandaag, Natuur, en in de Astrophysical Journalhebben onderzoekers fascinerende ontdekkingen onthuld die zijn gedaan met het nieuwe internationale ALMA-observatorium - dat vandaag zijn inauguratie viert. Onder de vele prestaties heeft ALMA ons een nog diepere blik in de ruimte gegeven - ons oude sterrenstelsels getoond die miljarden lichtjaren van ons verwijderd kunnen zijn. De waarnemingen van deze starburst-sterrenstelsels laten ons zien dat sterren in een razernij zijn ontstaan uit enorme afzettingen van kosmisch gas en stof.
Speler laden…
"Hoe verder het sterrenstelsel verwijderd is, hoe verder terug in de tijd men kijkt, dus door hun afstanden te meten, kunnen we een tijdlijn samenstellen van hoe krachtig het universum nieuwe sterren maakte in verschillende stadia van zijn 13,7 miljard jaar oude geschiedenis", zei Joaquin Vieira (California Institute of Technology, USA), die het team leidde en de hoofdauteur van het artikel in het tijdschrift is Natuur.
Hoe zijn deze waarnemingen tot stand gekomen? Voor ALMA gebruikte een internationaal team van onderzoekers de 10 meter lange zuidpooltelescoop (SPT) van de US National Science Foundation om deze verre bewoners te lokaliseren en richtte zich vervolgens op hen om de 'stellaire babyboom' tijdens het begin van het universum nader te bekijken tijdperk. Wat ze vonden, verraste hen. Blijkbaar zijn stervormende sterrenstelsels nog verder verwijderd dan eerder werd vermoed ... hun aanval van stellaire schepping begon zo'n 12 miljard jaar geleden. Dit tijdsbestek plaatst het heelal op iets minder dan 2 miljard jaar oud en de explosie van stervorming vindt zo'n miljard jaar eerder plaats dan astronomen dachten. De ALMA-waarnemingen omvatten twee sterrenstelsels - de 'verste in hun soort ooit gezien' - die een aanvullende openbaring bevatten. Niet alleen brak hun afstand astronomische records, maar er werden ook watermoleculen in gedetecteerd.
Twee sterrenstelsels zijn echter niet de enige score voor ALMA. Het onderzoeksteam nam 26 sterrenstelsels onder de loep met een golflengte van ongeveer drie millimeter. De extreme gevoeligheid van deze geavanceerde technologie maakt gebruik van de meting van lichtgolflengten - golflengten geproduceerd door de gasmoleculen van de melkweg en uitgerekt door de uitdijing van het heelal. Door de 'rek' zorgvuldig te meten, kunnen astronomen de tijd meten die het licht nodig heeft om ons te bereiken en het tijdstip ervan verfijnen.
"ALMA's gevoeligheid en breed golflengtebereik zorgen ervoor dat we onze metingen in slechts enkele minuten per sterrenstelsel konden uitvoeren - ongeveer honderd keer sneller dan voorheen", zegt Axel Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Duitsland), die de leiding had over de werk om de afstanden tot de sterrenstelsels te meten. "Voorheen was een dergelijke meting een moeizaam proces geweest om gegevens van zowel zichtbaar licht als radiotelescopen te combineren."
De waarnemingen van ALMA zouden grotendeels voldoende zijn om de afstand te bepalen, maar het team heeft ook ALMA-gegevens opgenomen in het Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en ESO's Very Large Telescope voor een beperkt aantal sterrenstelsels. Momenteel gebruiken astronomen slechts een klein deel van de mogelijkheden van ALMA - slechts 16 van de 66 enorme antennes - en richten ze zich op helderdere sterrenstelsels. Als ALMA volledig functioneel is, kan het nog zwakkere doelen bereiken. De onderzoekers waren echter niet van plan kansen te missen en gebruikten zwaartekrachtlensing om hun bevindingen te ondersteunen.
"Deze prachtige foto's van ALMA laten zien dat de achtergrondstelsels vervormd zijn in meerdere lichtbogen die bekend staan als Einstein-ringen, die de voorgrondstelsels omcirkelen", zegt Yashar Hezaveh (McGill University, Montreal, Canada), die de studie van de zwaartekrachtlens leidde. "We gebruiken de enorme hoeveelheden donkere materie rond sterrenstelsels halverwege het heelal als kosmische telescopen om nog verder weg gelegen sterrenstelsels groter en helderder te laten lijken."
Hoe helder is helder? Volgens het persbericht heeft de analyse van de vervorming aangetoond dat een deel van deze verre, stervormende sterrenstelsels zo helder zou kunnen zijn als 40 biljoen zonnen ... en vervolgens tot 22 keer vergroot zou worden door middel van zwaartekrachtlensing.
"Er zijn eerder maar een paar zwaartekrachtlensstelsels gevonden op deze submillimeter golflengten, maar nu hebben SPT en ALMA er tientallen ontdekt." zei Carlos De Breuck (ESO), een lid van het team. "Dit soort wetenschap werd voorheen vooral gedaan bij golflengten van zichtbaar licht met de Hubble-ruimtetelescoop, maar onze resultaten tonen aan dat ALMA een zeer krachtige nieuwe speler in het veld is."
"Dit is een geweldig voorbeeld van astronomen van over de hele wereld die samenwerken om een geweldige ontdekking te doen met een ultramoderne faciliteit", zegt teamlid Daniel Marrone (Universiteit van Arizona, VS). 'Dit is nog maar het begin voor ALMA en voor de studie van deze starburst-sterrenstelsels. Onze volgende stap is om deze objecten gedetailleerder te bestuderen en erachter te komen hoe en waarom ze met zulke enorme snelheden sterren vormen. ”
Breng de huisverlichting weer aan, alstublieft. Terwijl ALMA steeds verder in het verleden tuurt, zullen we misschien op een dag onszelf betrappen ... terugkijken.
