De James Webb Ruimtetelescoop (JWST) speelt opnieuw een hoofdrol in de astrofysica. Een internationaal team van onderzoekers heeft zijn capaciteiten benut om het bestaan van veel massieve en helderdere galaxies aan te tonen dan ooit eerder gedacht in het vroege universum. Een ander team van wetenschappers heeft dankzij de Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) antwoord gegeven op de vraag hoe deze galaxies zijn gevormd.
De resultaten van hun studie zijn gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, met Tom Bakx van de Chalmers Universiteit in Zweden als hoofdauteur. De onderzoeker richtte zich specifiek op de galaxie Y1, wiens licht meer dan 13 miljard jaar nodig had om ons te bereiken. Hun analyse suggereert dat de enorme massa van deze galaxie het resultaat kan zijn van een uitzonderlijk hoog starvormingstempo. Ze beschrijven het zelfs als “een ware superheated sterrenfabriek”, aangezien het starvormingstarief (SFR) 180 keer hoger ligt dan dat van de Melkweg.
Een Superheated Sterrenkern
Tom Bakx legt uit dat het gedetecteerde licht van Y1 voornamelijk afkomstig is van het superheated stof dat deze hoge SFR camoufleert. Het was daarom noodzakelijk om instrumenten zoals ALMA te gebruiken om de temperatuur nauwkeurig te meten. De observatiecapaciteit van Band 9 (0.44 mm golflengte) toont aan dat het sterrenstof zich op ongeveer 90 K bevindt.
Ter vergelijking, het interstellaire stof in de Melkweg bevindt zich tussen de 20 K en 40 K, wat aantoont dat de activiteit van Y1 veel frenetischer is. Yoichi Tamura van de Nagoya Universiteit wijst op de uitzonderlijkheid van deze ontdekking: “De temperatuur is kouder dan die van het stof op aarde, maar veel warmer dan dat van elke andere vergelijkbare galaxie die we hebben gezien. Dit bevestigt dat het een kolossale sterrenfabriek is.”
De onderzoekers zijn ervan overtuigd dat dit soort galaxies gebruikelijk waren in het vroege universum. Het is duidelijk dat de hoge temperatuur die werd gedetecteerd een plausibele verklaring biedt voor de anomalistische massa’s die door de JWST zijn waargenomen, evenals voor de overvloed aan stof die ze lijken te bevatten.
Het is belangrijk te onthouden dat kosmisch stof voornamelijk wordt geproduceerd door oude sterren. Jonge galaxies zouden echter niet genoeg stof moeten bezitten. Zoals Laura Sommovigo, co-auteur van de studie, opmerkt: “Een kleine hoeveelheid heet stof kan een helderheid genereren die vergelijkbaar is met een grote hoeveelheid koud stof.” Daarom vereist de hoge helderheid van het stof in Y1 niet een enorme populatie oude sterren, maar een warme en zeer efficiënte sterrenproductieomgeving.
