Een scala aan telescopen, op aarde en in de ruimte, heeft samen tientallen nog nooit eerder waargenomen massieve sterrenstelsels gespot.
Je zou denken dat sterrenstelsels moeilijk te missen zijn, zeker de giganten volgepropt met stralende sterren. Toch hebben astronomen verbonden aan de Tokyo-universiteit onlangs een eerder ‘onzichtbare’ populatie van dat soort massieve varianten ontdekt. De vondst moet ons niet alleen meer leren over dergelijke stelsels, maar ook over superzware zwarte gaten, donkere materie en zelfs het heelal op zich, schrijft het team in vakblad Nature.
Lees ook:
Onzichtbaar
Hoewel de Hubble-ruimtetelescoop ons het heelal in een ander licht liet zien, bracht hij (natuurlijk) niet alles in beeld – waaronder deze massieve sterrenstelsels. “Hun licht is erg zwak en bestaat uit golflengten onzichtbaar voor ons én Hubble”, legt coauteur Kotaro Kohno uit.
Ondanks de grootte van de 39 massieve stelsels, is hun licht niet alleen zwak, het is door de gigantische afstanden ook uitgerekt. Het zichtbare licht belandt zo uiteindelijk in het infrarode deel van het spectrum. En alsof dat het niet lastig genoeg maakt de stelsels te spotten, worden dergelijke ‘giganten’ vaak ook nog omgeven door verhullende stofwolken.
Een paar van de 66 telescopen in Chili die samen de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, oftewel ALMA opmaken. Het is het grootste astronomische project ter wereld. © Wang et al., 2019/Nature
Blik in het verleden
Maar met behulp van nieuwere telescopen zoals de ALMA en de VLT konden we de massieve stelsels dus wél zien. Met de mate waarin het licht opgerekt was, schatten de astronomen de afstand en daarmee ook de ‘leeftijd’ van het licht. Zonlicht doet er bijvoorbeeld zo’n acht minuten over om de aarde te bereiken. Dat licht is dus acht minuten ‘oud’ en dat zegt iets over hoe het er toen met de zon voorstond.
Hetzelfde geldt voor deze sterrenstelsels. Hun licht is zo ver opgerekt dat het zich aan de verre kant van het infrarode spectrum bevindt; tussen mid-infrarood en microgolfstraling. De stelsels staan miljarden lichtjaren ver weg. En dat maakt dat hun licht iets zegt over het begin van het heelal. “Voor het eerst zien we nu zo’n grote populatie massieve sterrenstelsels uit de eerste 2 miljard jaar van het 13,7 miljard jaar oude universum”, zegt coauteur Tao Wang.
Vier van de massieve sterrenstelsel door de ‘ogen’ van Hubble (links) en ALMA (rechts). Waar Hubble de giganten niet spotte, zag ALMA ze wél. © Wang et al., 2019/Nature
Zwarte gaten en donkere materie
Maar er is meer. “Hoe massiever een stelsel, hoe massiever het superzware zwarte gat in de kern”, vertelt Kohno. “Bovendien,” vervolgt hij, “zijn dergelijke stelsels nauw verbonden met de verdeling van onzichtbare donkere materie.” Het onderzoek belooft ons dus ook meer te leren over de evolutie van superzware zwarte gaten en donkere materie, aldus de wetenschappers.
Voor nu wil het team met de ALMA meer metingen doen om een gedetailleerder beeld te krijgen van het licht van de 39 massieve stelsels, de snelheid van de stervorming en de samenstelling van de stofwolk. In 2021 is het helemaal feest; dan kunnen astronomen met de dan gelanceerde James Webb-ruimtetelescoop (de opvolger van Hubble) nog beter naar de giganten kijken.
Bronnen: Nature, University of Tokyo via EurekAlert!
Beeld: Wang et al., 2019/Nature
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!