15 juli 2024

Webbs’ waarneming van de verst verwijderde sterrenstelsels is bevestigd

Links de vier recordhouder-sterrenstelsels, rechts de spectra ervan met de rode lijn de Lyman-break. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Zamani (ESA/Webb), and L. Hustak (STScI).

Met behulp van spectrografische waarnemingen zijn sterrenkundigen erin geslaagd om te bevestigen dat vier sterrenstelsels die eerder al door de James Webb Space Telescope (kortweg Webb) waren ontdekt inderdaad op recordafstand staan. Het licht van de stelsels heeft er meer dan 13,4 miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken, het heelal zelf is 13,8 miljard jaar  – ergo, de stelsels dateren van een periode tot 400 miljoen jaar na de oerknal, toen het heelal een leeftijd van 2% van z’n huidige leeftijd had. Kort na de start van z’n wetenschappelijke waarnemingen in juli had Webb al enkele kandidaat-recordhouders waargenomen, maar hun geschatte afstand was gebaseerd op metingen aan hun helderheid bij gebruik van verschillende filters. Maar nu zijn de stelsels spectrografisch waargenomen met twee instrumenten van Webb, de Near-Infrared Camera (NIRCam) en de Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), en dat heeft de bevestiging van de afstanden opgeleverd. Dat deden Emma Curtis-Lake (University of Hertfordshire) en haar collegae in het kader van de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), een wetenschappelijk programma gericht op het waarnemen met Webb van het vroegste heelal. Daarmee keek men naar een stukje aan de hemel dat eerder al eens was gefotografeerd met Hubble en dat de Hubble Ultra Deep Field (HUDF) opleverde, toen in 2009 de diepste blik die op het heelal was geworpen.

Het hemelgebied dat in het kader van JADES werd waargenomen. Credit: NASA, ESA, CSA, and M. Zamani (ESA/Webb).

Met NIRCam keken ze in het gebied gedurende tien dagen naar sterrenstelsels die zich onderscheiden door een abrupte daling van de lichtsterkte in het infrarood bij een bepaalde kritische golflengte, de zogeheten Lyman Break, een absorptielijn door verstrooiing van neutraal waterstofgas. Door de positie van de lijn van de Lyman Break (de rode lijn in de afbeelding bovenaan) te vergelijken met een lijn in het laboratorium (=bij stilstand) kan de roodverschuiving worden verkregen en daarmee de afstand. Na NIRCam werden de stelsels met deze lijn verder bestudeerd met het NIRSpec instrument en wel gedurende 28 uur in totaal, verspreid over drie dagen. Daarbij werd het IR-licht van 250 lichtzwakke sterrenstelsels bekeken en dat leverde de vier recordhouders op, vier metaalarme stelsels. De waarnemingen met JADES hebben nu bevestigd dat de roodverschuiving van de sterrenstelsels inderdaad de hoogste is ooit gemeten, tot aan z=13,2 toe. Dit sterrenstelsel was er al toen het heelal nog maar 330 miljoen jaar oud was – 13,5 miljard jaar geleden. In 2023 wil men verdere waarnemingen gaan doen in het kader van JADES. Komende maandag 12 december zal er een persconferentie worden gegeven in het Space Telescope Science Institute (STSI) in Baltimore over deze bevestiging.

Hier de twee vakartikelen over de JADES-waarnemingen:

Bron: Phys.org.

Share

Speak Your Mind

*