Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, S. Finkelstein (UT Austin), M. Bagley (UT Austin), R. Larson (UT Austin), A. Pagan (STScI), C. Witten, M. Zamani (ESA/Webb)
Door gebruik te maken van Webb’s NIRCam instrument zijn sterrenkundigen erin geslaagd om een mysterie van het vroege heelal op te lossen, namelijk het vraagstuk hoe het kan dat we de zogeheten Lyman-α emissie uit het vroege heelal waarnemen. Dat is straling uitgezonden door waterstof dat geproduceerd is in gebieden met erg veel stervorming. In het vroege heelal was de stervorming erg groot en daarmee was er een grote Lyman-α emissie, welke uitgezonden wordt bij een golflengte van 121,567 nanometer (en die dan vervolgens roodverschoven wordt door de uitdijing van het heelal). Dat gebeurde in het tijdperk van de zogeheten reïonisatie (the Epoch of Reionization, EoR). Maar eigenlijk zouden we deze straling vandaag de dag helemaal niet kunnen zien, want die actieve stervormingsgebieden én de ruimte tussen de sterrenstelsels in werden toen bevolkt door immense wolken van neutraal waterstofgas, gas dat in tegenstelling tot de waterstof in de stervormingsgebieden nog neutraal was, d.w.z. dat de elektronen zich er nog keurig netjes bij de atoomkernen bevonden. En het is juist neutraal waterstofgas dat Lyman-α emissie absorbeert, zodat het ons niet kan bereiken. Waarom zien we het dan toch?
Het sterrenstelsel EGSY8p7, dat Lyman-α emissie uitzendt. Hubble zag dit eerst als één stelsel, Webb ziet met NIRCam dat het één stelsel met twee begeleiders is. Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, C. Witten, M. Zamani (ESA/Webb)
Daar is Webb nu achtergekomen. Met z’n sterke oplossend vermogen en gevoeligheid in het infrarode deel van het spectrum heeft die vele kleine zwakke sterrenstelsels ontdekt rondom het grote sterrenstelsel EGSY8p7 in het ver verwijderde, vroege heelal, stelsels waaruit de ‘onverklaarbare’ waterstofemissie was waargenomen. Hubble kon dat grotere stelsel eerder wel waarnemen, maar niet die kleinere. Webb kan dat wel. Maar dat is niet het enige. De kleinere stelsels blijken ook in interactie met elkaar te zijn en te fuseren tot grotere stelsels. Door computersimulaties zijn ze er nu achtergekomen dat het mogelijk moet zijn dat we nu de Lyman-α emissie ontvangen vanwege de toestand van kleinere fuserende sterrenstelsels in het vroege heelal. De snelle opbouw van stellaire massa door het samensmelten van sterrenstelsels zorgde zowel voor een sterke waterstofemissie als dat het de ontsnapping van die straling vergemakkelijkte via kanalen die vrij waren van het overvloedige neutrale gas.
Meer over deze ontdekking lees je in dit vakartikel, dat gepubliceerd werd in Nature Astronomy. Bron: ESA/Webb.
Speak Your Mind