Glimp van vroegrijp sterrenstelsel uit oertijd van het heelal

Astronomen van het California Institute of Technology in Pasadena (VS) hebben een glimp opgevangen van een nog heel jong, maar misschien toch al bijna volgroeid sterrenstelsel. Het stelsel is niet rechtstreeks te zien, maar verraadt zijn aanwezigheid door de absorptielijnen die het veroorzaakt in het spectrum van een quasar die precies (op nog grotere afstand) achter staat. Dit spectrum werd gefotografeerd met de Keck-telescoop op Hawaï, die met zijn spiegel van 10 meter diameter nu de grootste telescoop ter wereld is. Toch moesten er elf opnamen van elk 50 minuten worden samengevoegd om een voldoende duidelijk spectrum te kunnen verkrijgen.

Uit de absorptielijnen van het onzichtbare object blijkt dat het om een reusachtige wolk waterstofgas gaat die slechts geringe hoeveelheden zwaardere elementen bevat. Dit wijst er op dat er in deze wolk nog maar weinig sterren zijn ontstaan. Een deel van deze sterren is na een kort en heftig leven geëxplodeerd en heeft zo de door hen geproduceerde elementen in het omringende waterstofgas geblazen. Uit de afstand, ongeveer 13,5 miljard lichtjaar, volgt dat de wolk dateert uit de tijd dat het heelal nog maar anderhalf miljard jaar oud was.

Uit de posities van bepaalde lijnen in het spectrum menen de onderzoekers te kunnen afleiden dat de wolk met een snelheid van 200 km per seconde om zijn as draait. Dit betekent dat er een massa van minstens 100 miljard maal de massa van de zon in het spel moet zijn: bij een kleinere massa zou de aantrekkingskracht te zwak zijn om de wolk bijeen te houden. Zo'n grote massa is karakteristiek voor een spiraalstelsel, zoals ons melkwegstelsel. Het is echter moeilijk te verklaren hoe zich al zo kort na de geboorte van het heelal volgroeide sterrenstelsels hebben kunnen vormen. Volgens de meeste theorieën is daar een langere tijd voor nodig geweest (Astrophysical J. 457, L 1).

Volgens de theorie van de Oerknal zou het bij het terugkijken in de kosmische tijd steeds heter moeten worden: het heelal is immers ontstaan uit een situatie van bijzonder hoge dichtheid en temperatuur. Uit de sterkte van de lijnen van bepaalde atomen in het spectrum van het vroegrijpe sterrenstelsel leiden de astronomen nu af dat de temperatuur in die tijd hooguit 19,6 K was, redelijk in overeenstemming met de theorie. In het deel van het heelal waarin wij ons bevinden is het nog maar 2,7 K.

    • George Beekman