Astronomen hebben, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, een sterrenstelsel in het vroege heelal waargenomen dat van binnenuit groeit. Het stelsel, dat al bestond toen het heelal nog maar 700 miljoen jaar oud was, is honderd keer zo klein als ons Melkwegstelsel, maar ziet er verrassend volwassen uit. Net als een grote stad heeft het stelsel een druk centrum, waarin de sterren dicht op elkaar zitten, maar het is bezig om uit te dijen, waarbij de stervorming zich steeds verder naar zijn ‘buitenwijken’ verplaatst. Het is voor het eerst dat dit verschijnsel zo vroeg in de geschiedenis van het heelal is waargenomen (Nature Astronomy, 11 oktober).
De sterrenstelsels die we vandaag de dag waarnemen groeien op twee manieren: of ze trekken gas naar zich toe om nieuwe sterren te vormen, of ze slokken kleinere sterrenstelsels op. Of er in het vroege heelal nog andere groeimechanismen zijn geweest, is een nog onbeantwoorde vraag die astronomen met behulp van Webb proberen te beantwoorden.
‘De verwachting is dat sterrenstelsels klein beginnen, als gaswolken die onder invloed van hun eigen zwaartekracht ‘instorten’ en daarbij zeer dichte kernen van sterren en mogelijk ook zwarte gaten vormen,’ aldus Sandro Tachella (Cambridge), hoofdauteur van de vandaag in Nature Astronomy verschenen publicatie. ’Terwijl het stelsel groeit en de stervorming op gang komt, gedraagt het zich zoals een ronddraaiende kunstschaatser die zijn armen intrekt en daardoor steeds sneller gaat draaien. Met sterrenstelsels gebeurt iets vergelijkbaars, maar dan door het aantrekken van gas uit de wijde omgeving. Dat zorgt ervoor dat een sterrenstelsel sneller gaat draaien en vaak een spiraal- of schijfvorm aanneemt.’
Ook het nu onderzochte stelsel in het vroege heelal, met de aanduiding JADES-GS+53.18343-27.79097, is druk bezig om sterren te vormen. Het heeft een zeer compacte kern die, ondanks zijn relatief jonge leeftijd, ongeveer dezelfde dichtheid heeft als de huidige elliptische reuzenstelsels, die duizend keer zoveel sterren bevatten. De meeste stervorming vindt op enige afstand van zijn kern plaatst, deels in een ‘klont’ ver daarbuiten. Dit soort groei was al voorspeld aan de hand van theoretische modellen, en met Webb is het nu ook echt waarneembaar.
De waarnemingen laten zien dat de sterren in de kern van het stelsel ouder zijn dan die in de omringende schijf, waar nog volop nieuwe sterren worden gevormd. De astronomen schatten dat de stellaire populatie in het buitengebied grofweg elke tien miljoen jaar verdubbeld. Ter vergelijking: ons eigen Melkwegstelsel doet daar tien miljard jaar over en groeit dus duizend keer minder snel. (EE)
‘Inside-out’ galaxy growth observed in the early universe