In rood: AJDES-GS-z13-0. Credit: NASA, ESA, CSA, and STScI, M. Zamani (ESA/Webb), L. Hustak (STScI). Science: B. Robertson (UCSC), S. Tacchella (Cambridge), E. Curtis-Lake (Hertfordshire), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), and the JADES Collaboration
Vorige week werden twee artikelen in Nature Astronomy gepubliceerd, die gingen over een viertal sterrenstelsels die met de Webb ruimtetelescoop waren ontdekt en die tot de verst verwijderde sterrenstelsels in het heelal zouden behoren. Ik had het in deze Astroblog december vorig jaar al over het viertal, maar toen waren de artikelen nog ArXiv-type, dus niet formeel gepubliceerd. Nu dus wel. Eén van die vier is JADES-GS-z13-0, de recordhouder van het kwartet. Die blijkt een roodverschuiving van z=13,2 te hebben (zie deze blog voor een uitleg van zo’n roodverschuiving) en dat betekent dat het stelsel al 320 miljoen jaar na de oerknal voorkwam – in december dacht ik nog dat het 330 miljoen jaar na de oerknal was, scheelt weer tien miljoen jaar. Het licht van JADES-GS-z13-0 heeft er 13,5 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken, er van uitgaande dat het heelal 13,8 miljard jaar oud is. De afstand tussen ons en JADES-GS-z13-0 is 33,6 miljard lichtjaar, een afstand waarbij rekening is gehouden met de uitdijing van het heelal in die periode.
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).
JADES-GS-z13-0 werd in eerste instantie ontdekt met de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) op 29 september 2022 en wel met het NIRCam instrument van Webb. Maar toen was z’n afstand alleen ruwweg bekend. De bevestiging van z’n recordafstand volgde pas in oktober vorig jaar toen Webb’s NIRSpec instrument een spectrum kon maken van het viertal stelsels, waaronder JADES-GS-z13-0, die spectra zie je hierboven. In de spectra was een abrupte daling zichtbaar 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 hierboven) te vergelijken met een lijn in het laboratorium (=bij stilstand) kan de roodverschuiving worden verkregen en daarmee de afstand.
Alle vier de sterrenstelsels zijn klein in massa, maar ze kennen een grote sterproductie. Ze bevatten ook weinig metalen, dat zijn elementen die zwaarder zijn dan helium, een waarneming die wijst op hun jonge bestaan in het vroege heelal, toen het heelal voornamelijk uit waterstof en helium bestond. De massa van JADES-GS-z13-0 is naar schatting zo’n 90 miljoen zonsmassa. Hieronder de twee gepubliceerde vakartikelen:
- B. E. Robertson et al, Identification and properties of intense star-forming galaxies at redshifts z > 10, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01921-1
- Emma Curtis-Lake et al, Spectroscopic confirmation of four metal-poor galaxies at z = 10.3–13.2, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01918-w
Bron: Phys.org.
