De James Webb Space Telescope (JWST) heeft een uitzonderlijk actief jong sterrenstelsel in het vroege heelal geïdentificeerd, wat nieuwe inzichten oplevert in de snelle groei van sterrenstelsels kort na de oerknal. Deze ontdekking, gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, onthult dat een sterrenstelsel sterren vormt in een tempo dat de moderne verwachtingen ver overtreft.
Een kosmische ‘driftbui’ in het baby-universum
Dit sterrenstelsel, genaamd SXDF-NB1006-2, bestond toen het heelal nog geen 500 miljoen jaar oud was, waargenomen op een leeftijd van slechts 1 tot 2 miljoen jaar. De stervormingssnelheid – ongeveer 165 maal de massa van onze zon per jaar – is ruim een factor 16 lager dan die van de Melkweg. Deze intense activiteit zorgt ervoor dat SXDF-NB1006-2 er uitzonderlijk helder en blauw uitziet, wat wijst op een populatie massieve, kortlevende sterren.
De snelle geboorte van sterren is niet alleen een kwestie van schaal; het is ook gewelddadig. Deze massieve sterren genereren een extreme uitstroom van deeltjes en straling, die veel groter is dan alles wat we zien in kalmere sterrenstelsels zoals het onze. Ze sterven ook snel en exploderen bijna zodra ze ontbranden als supernova’s. Dit explosieve proces genereert krachtige gaspluimen die met een snelheid van meer dan 500 kilometer per seconde naar buiten razen, waarmee ze de ontsnappingssnelheid van het sterrenstelsel overschrijden. In wezen stoot het sterrenstelsel zijn eigen brandstof de ruimte in, waardoor het niet voor onbepaalde tijd een hoge stervormingssnelheid zal volhouden.
Onverwachte zware elementen en toekomstige evolutie
Interessant is dat astronomen meer zware elementen in SXDF-NB1006-2 hebben gedetecteerd dan verwacht voor zo’n jong sterrenstelsel. Dit suggereert de aanwezigheid van oudere sterren verborgen onder de heldere, nieuw gevormde populatie. Het vroege universum was niet noodzakelijkerwijs langzaam, maar bevatte eerder gebieden van extreme groei.
Deze snelle uitputting van gas is aanzienlijk omdat het de toekomst van het sterrenstelsel beperkt. Binnen een paar honderd miljoen jaar zal de brandstof voor duurzame stervorming opraken. Hoewel het niet helemaal zal verdwijnen, zal het geboortecijfer van sterren dramatisch afnemen. Astronomen theoretiseren dat sterrenstelsels als SXDF-NB1006-2 uiteindelijk kunnen evolueren tot massieve, stille sterrenstelsels – sterrenstelsels die hun gasreserves hebben uitgeput en nu weinig stervorming vertonen.
Implicaties voor de vorming van vroege sterrenstelsels
Uit de waarnemingen van JWST blijkt dat vroege sterrenstelsels doorgaans groter en helderder zijn dan eerder werd voorspeld. De ontdekking van zo’n actief, vroeg sterrenstelsel daagt bestaande modellen van galactische evolutie uit, wat erop wijst dat de eerste sterrenstelsels in het universum veel agressiever groeiden dan ooit werd aangenomen. Deze bevinding ontkracht de huidige kosmologische modellen niet, maar toont wel aan dat ons begrip van de vorming van sterrenstelsels in het vroege heelal onvolledig is.
“Deze vroege sterrenstelsels lijken op tieners die in een kleuterklas zitten. Ze breken het basisbeeld niet, maar ze dwingen ons om opnieuw na te denken over hoe het vroege universum werkte.”
Deze ontdekking onderstreept de noodzaak van verder onderzoek naar de dynamiek van vroege sterrenstelsels, nu de JWST de vroegste hoofdstukken van het universum blijft onthullen.
