De zes gevonden sterrenstelsels. Credit: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology). Image processing: G. Brammer (Niels Bohr Institute’s Cosmic Dawn Center at the University of Copenhagen)
Met de Webb ruimtetelescoop zijn in het vroege heelal zes sterrenstelsels ontdekt die te zwaar lijken te zijn voor wat het ΛCDM model van het heelal lijkt te voorspellen. Mike Boylan-Kolchin (University of Texas) heeft de met Webb gevonden stelsels onderzocht en ze lijken in strijd te zijn met de natuurwetten conform het ΛCDM model. Vorig jaar augustus had ik het al over de ‘stresstest’ waaraan ze het vigerende heelalmodel wilden onderwerpen en recent is het vakartikel erover gepubliceerd in Nature Astronomy. De stelsels kwamen al voor toen het heelal tussen de 500 en 700 miljoen jaar oud was, maar ze hadden al een massa van meer dan tien miljard zonsmassa, eentje had toen zelfs al meer massa dan het Melkwegstelsel (dat naar schatting zo’n 100 miuljard zonsmassa telt). Dergelijke massa’s zijn te groot om in die korte periode van het bestaan van het heelal te formeren, aldus Boylan-Kolchin. Het ΛCDM model voorspelt hoeveel procent van de atomen in het heelal is omgezet in sterren in een sterrenstelsel, weergegeven met het blauwe deel in de grafiek hieronder. Volgens dat model zal naar schatting < 10% van de atomen in sterren worden omgezet. Drie van de zes gevonden stelsels hebben echter 100% van alle atomen in sterren omgezet!
Credit: Mike Boylan-Kolchin/University of Texas at Austin
Boylan-Kolchin denkt dat er iets ontbreekt aan het ΛCDM model. Misschien dat het heelal in het begin sneller uitdijde en dat er ook andere deeltjes en natuurkrachten daartussen bestonden. De gegevens van de zes stelsels werden verkregen met het Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) onderzoeksprogramma van Webb. De gegevens zijn nog niet bevestigd met spectroscopische waarnemingen, dus mogelijk dat daar nog afwijkingen in worden gevonden.
Meer informatie vind je in het vakartikel van Michael Boylan-Kolchin, Stress testing ΛCDM with high-redshift galaxy candidates, Nature Astronomy (2023).
Bron: Phys.org.
Er wordt verder gezaagd aan het ΛCDM-model: https://bigthink.com/13-8/6-cracks-standard-model-cosmology-wrong/
en daarin ook te vinden:https://new-ground.com/en/articles/eight-significant-shortcomings-of-the-standard-model-of-cosmology/new-ground.2023.77033
Mooie tijden voor de kosmologie!
Zeker mooie tijden. Modellen kunnen er alleen maar beter op worden.
Het valt mij op (wie niet?) dat die plaatjes wel erg veel op elkaar lijken. Ik krijg dan het vreemde idee dat het wellicht 1 sterrenstelsel is die zichtbaar wordt in diverse tijden/locaties van zijn evolutie en ondertussen door de expansie zich verplaatst t.o.v. de voorgrond (kleinere Z waarde) referentie omgeving. Of 2e optie, zou er een zwaartekrachtlens (massa) tussen zitten?
Een lens ertussen zou te zien moeten zijn, maar laten we die optie open houden tot de spectrumanalyses compleet zijn. Het zou wel heel erg raar zijn als 5 van de 6 opnames een gelensd beeld van dat ene stelsel zouden zijn. De kans daarop lijkt me enorm klein. Er zijn ook helemaal geen artifacten te zien zijn (vervormingen, lichtboog). Maar zoals gezegd, eerst de analyse afwachten voor een definitief oordeel.
Om steeds weer hetzelfde stelsel te zijn op verschillende momenten in de tijd, zonder lens, zal het stelsel van de ene locatie naar de andere moeten reizen in de tijd die er zat tussen de opnames. De opnames zijn in december gemaakt als ik het goed heb, maar kunnen niet verder uit elkaar liggen dan de tijd dat JWST operationeel is, dus minder dan een jaar. Zelfs als de 6 locaties maar 1 lichtjaar gescheiden zijn, is dit onmogelijk, nog los van het oplossend vermogen van de JWST.
De locaties zijn nog veel verder gescheiden, het is een gebied van schijnbaar 100 vierkante arcmin op een afstand van z=7. Je weet natuurlijk hoe je, als je verder en verder kijkt, dingen schijnbaar steeds dichter bij elkaar ziet liggen. Als we de uitdijing van het heelal weglaten (wat de afstanden alleen maar groter maakt) en we houden een afstand van 13 miljard lichtjaar aan voor de afstand vanaf ons tot het gebied (de reistijd van het licht), dan kun je berekenen dat 2 stelsels die een schijnbare scheiding van 10 arcmin hebben, in hun eigen gebied nog altijd meer dan 3 miljoen lichtjaar gescheiden zijn toen het licht wat wij nu zien daarvan vertrok. (Ik kan daar een fout in hebben gemaakt, maar het principe blijft staan)
Mocht je de expansie erbij willen halen: bedenk dat die op “line of sight” werkt. Het kan niet zijn dat het stelsel door de expansie vanuit ons perspectief omhoog of omlaag reist dankzij de expansie. Alleen de afstand die ons scheidt neemt toe.
We moeten inderdaad ff de data afwachten die de “exacte” Z waarden uit het EM spectrum vissen. Maar ik gok er toch op dat hier iets vreemds aan de hand is. Ik gok op meerdere gravitatie bronnen zoals die vroege super black holes die de optische baan van diverse kopie images bij passage meerdere keren willekeurig doen afbuigen. Hoe hoger de Z, hoe groter de kans op interactie. Tijd dat men het WMAP plaatje ook eens gaat maken in het UHF en VHF deel van het EM spectrum vanwege die enorme doppler verschuivingen. (B.v. met een satelliet op Lagrangepunt L2). Zoiets kost wel jaren meettijd vanwege de lage resolutie op lagere golflengten.