17 april 2024

Webb maakt spectrum van GN-z11, tot voor kort het verst verwijderde sterrenstelsel in het heelal

Credit: Andrew J. Bunker et al.

GN-z11 is een sterrenstelsel in de Grote Beer dat tot voor kort bekend stond als het verst verwijderde sterrenstelsel in het heelal, z’n licht deed er 13,4 miljard jaar over om ons te bereiken (d.w.z. het bestond al toen het heelal slechts 400 miljoen jaar oud was). Het stelsel werd in 2015 met de Hubble ruimtetelescoop ontdekt en in 2016 werd die ontdekking bekendgemaakt. GN-z11 had een roodverschuiving van maar liefst z=11,1, hetgeen ‘m de naam GN-z11 opleverde. Hubble kon weliswaar GN-z11 zien, maar door de zwakke schijnbare lichtkracht kon zelfs Hubble er geen spectrum van maken, hetgeen voor sterrenkundigen waardevolle informatie geeft over de eigenschappen van een sterrenstelsel. Maar daar is nu verandering ingekomen, want recent heeft Hubble’s opvolger Webb met zijn NIRSpec-instrument wel een spectrum kunnen maken – hierboven zie je dat.

GN-z11 waargenomen door Webb. Credit: Andrew J. Bunker et al.

In het spectrum zijn vele emissielijnen te zien, zoals [Oii] 3727, [Neiii] 3869 en [Ciii] 1909 en de zeldzame [Niv] 1486 en [Niii] 1748, die een hoge graad van ionisatie impliceren. Dankzij het spectrum kon de roodverschuiving nauwkeuriger worden vastgesteld dan in 2015 mogelijk was en dat heeft een iets lagere roodverschuiving opgeleverd, z=10,6034 ± 0,0013, d.w.z. GN-z11 bestond 430 miljoen jaar na de oerknal. De emissielijnen kunnen geproduceerd zijn dankzij een actief superzwaar zwart gat, maar ze kunnen ook het gevolg zijn van een grote stervorming, naar schatting 20–30 M☉/jaar (M☉=1 zonsmassa). GN-z11 is ook waargenomen met het JADES-project (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), dat ook gebruik maakt van Webb, en daar blijkt uit dat GN-z11 vermoedelijk een massa heeft van ∼10⁹ M☉ en dat z’n bevolking van sterren erg jong is, naar schatting 20 miljoen jaar. In de buurt van GN-z11 zijn negen zwakke sterrenstelsels waargenomen met roodverschuivingen vergelijkbaar met die van GN-z11 en mogelijk behoren die tot hetzelfde cluster van stelsels als GN-z11. Op de foto hierboven zie je die andere stelsels weergegeven met hun roodverschuiving. 

Recordhouder qua afstand is GN-z11 niet meer, die titel is in december overgenomen door JADES-GS-z13-0, een sterrenstelsel dat door Webb is ontdekt en dat een roodverschuiving van z=13,2 heeft, hetgeen impliceert dat het al bestond toen het heelal nog maar 330 miljoen jaar oud was – 13,5 miljard jaar geleden.

Vakartikelen:

  • Andrew J. Bunker, Aayush Saxena, …, Lily Whitler, «JADES NIRSpec Spectroscopy of GN-z11: Lyman-α emission and possible enhanced nitrogen abundance in a z=10.60 luminous galaxy,» arXiv:2302.07256 [astro-ph.GA] (14 Feb 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2302.07256;
  • Sandro Tacchella, Daniel J. Eisenstein, …, Lily Whitler, «JADES Imaging of GN-z11: Revealing the Morphology and Environment of a Luminous Galaxy 430 Myr After the Big Bang,» arXiv:2302.07234 [astro-ph.GA] (14 Feb 2023), doi:
    https://doi.org/10.48550/arXiv.2302.07234.

Bron: Francis Naukas.

Share

Speak Your Mind

*