Astronomen hebben dankzij een toevallige ontdekking met de APEX-telescoop voor het eerst de grootte en helderheid van stervorminggebieden in een verafgelegen sterrenstelsel rechtstreeks gemeten. Het sterrenstelsel is zo ver weg dat het licht er 10 miljard over heeft gedaan om ons te bereiken. Een kosmische ‘zwaartekrachtlens’ vergroot het sterrenstelsel en geeft een close-up die we anders alleen maar zouden kunnen krijgen met toekomstige telescopen zoals de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Deze toevallige ontdekking onthult hectische en krachtige stervorming in sterrenstelsels in het vroege heelal. Kraamkamers van sterren ontstaan er honderd keer sneller dan op basis van gegevens van jongere sterrenstelsels verwacht zou worden. Het onderzoek wordt online gepubliceerd in ‘Nature’.
Astronomen observeerden een zwaar cluster van sterrenstelsels met de Atacama Pathfinder Experiment (APEX) op submillimeter golflengten, toen ze een nieuw en extreem helder sterrenstelsel ontdekten, verder weg dan het cluster en bovendien het helderste verafgelegen sterrenstelsel ooit gezien op deze golflengten. Het is zo helder omdat de kosmische stofkorrels in het stelsel gloeien door de warmte van het sterlicht. Het nieuwe sterrenstelsel heeft de naam SMM J2135-0102 gekregen.
“We waren stomverbaasd om zo’n opvallend helder object te vinden dat we daar niet verwachtten. Al snel realiseerden we ons dat het een nog onontdekt en verder afgelegen stelsel was, dat werd vergroot door het dichterbij gelegen cluster van sterrenstelsels”, zegt Carlos De Breuck van ESO, een lid van het team. De Breuck deed de waarnemingen met de APEX-telescoop op de 5000-meter hoge Chajnantor hoogvlakte in de Chileense Andes.
Het nieuwe stelsel SMM J2135-0102 is zo helder omdat het zware cluster zich ervoor bevindt. De enorme massa van dit cluster buigt het licht van het verder weg gelegen stelsel en werkt zo als een zwaartekrachtlens. Net als een telescoop, vergroot en verheldert het onze blik op het verre stelsel. Omdat het cluster en het verafgelegen stelsel toevallig op één lijn liggen, wordt het stelsel 32 keer vergroot.
“De vergroting onthult het sterrenstelsel in ongekend detail, hoewel het zo verafgelegen ligt dat het licht er ongeveer 10 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken,” verklaart Mark Swinbank van Durham University, eerste auteur van de paper die de ontdekking beschrijft. “In vervolgwaarnemingen met de Submillimeter Array telescoop konden we de stervorming in de wolken van het stelsel in groot detail bestuderen.”
Dankzij deze vergroting kunnen de wolken waar stervorming plaatsvindt, worden onderscheiden tot een schaal van slechts een paar honderd lichtjaar – bijna de afmeting van grote wolken in onze eigen Melkweg. Zo’n gedetailleerde blik zou zonder hulp van een zwaartekrachtlens alleen mogelijk zijn met toekomstige telescopen zoals ALMA, die momenteel wordt gebouwd op dezelfde hoogvlakte waar APEX staat. Astronomen hebben door deze toevallige ontdekking een unieke vooruitblik gekregen van de wetenschap die over een paar jaar mogelijk zal zijn.
Deze ‘sterrenfabrieken’ zijn even groot als die in de Melkweg, maar honderd keer helderder. Dit suggereert dat stervorming in het vroege leven van deze sterrenstelsels een veel krachtiger proces is dan dat in nabije sterrenstelsels. De wolken lijken op de meest compacte kernen van stervormingswolken in het nabije heelal.
“We schatten dat SMM J2135-0102 ongeveer 250 sterren per jaar produceert”, zegt de Breuck. “De stervorming in de grote stofwolken is anders dan die in het nabije heelal, maar onze waarnemingen wijzen erop dat we de onderliggende fysica van de compacte kernen in nabije sterrenstelsels kunnen gebruiken om stervorming in deze verder afgelegen sterrenstelsels te begrijpen.”
ESO
APEX maakt eerste close-up van verre sterfabrieken
