Onderzoekers die de James Webb ruimtetelescoop gebruiken, ontdekten dat veel verre sterrenstelsels afgeplatte ovale schijven en buisachtige vormen hebben, geen spiraalvormige of elliptische structuren. Als een dienstdoende badmeester heeft Webb de horizon gescand en verre sterrenstelsels gezien in de vorm van volleyballen, frisbees, zwembandjes en surfplanken. Onderzoekers die de gegevens van Webb analyseerden, ontdekten ook dat de surfplank- en zwembandvormige sterrenstelsels veel vaker voorkwamen toen het heelal 600 miljoen tot 6 miljard jaar oud was.
Dit staat in contrast met wat we eerder hebben bevestigd voor sterrenstelsels veel dichter bij het "strand" met andere telescopen. Nabijgelegen sterrenstelsels zijn vaak duidelijk gedefinieerde spiralen met armen vol sterren, die ook op frisbees lijken, of gladde elliptische stelsels, die ook op volleyballen lijken. Het is nog niet duidelijk of de nieuwe vormen van sterrenstelsels zich in de loop van de kosmische tijd hebben ontwikkeld. Toekomstig onderzoek is nodig om erachter te komen hoe de 3D-geometrieën van sterrenstelsels in de loop van meer dan 13 miljard jaar zijn veranderd.
Onderzoekers die beelden van NASA's James Webb ruimtetelescoop analyseren, hebben ontdekt dat sterrenstelsels in het vroege heelal vaak plat en langwerpig zijn, zoals surfplanken en zwembandjes, en zelden rond, zoals volleyballen of frisbees. "Ruwweg 50 tot 80% van de sterrenstelsels die we hebben bestudeerd, lijken tweedimensionaal afgeplat", vertelt hoofdauteur Viraj Pandya, een NASA Hubble Fellow aan de Columbia University in New York. "Sterrenstelsels die eruitzien als zwembandjes of surfplanken lijken veel voor te komen in het vroege heelal, wat verrassend is, omdat ze dichtbij ongewoon zijn." Het team richtte zich op een uitgestrekt veld van nabij-infraroodbeelden die Webb had gemaakt, de zogenaamde Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey, en pikte er sterrenstelsels uit die naar schatting bestonden toen het heelal 600 miljoen tot 6 miljard jaar oud was.
Deze verre sterrenstelsels zijn ook veel minder massief dan nabije spiralen en elliptische stelsels - het zijn voorlopers van massievere sterrenstelsels zoals het onze. "In het vroege heelal hadden sterrenstelsels veel minder tijd gehad om te groeien," aldus Kartheik Iyer, co-auteur en NASA Hubble Fellow aan Columbia University. "Het identificeren van aanvullende categorieën voor vroege sterrenstelsels is opwindend, er valt nu veel meer te analyseren. We kunnen nu bestuderen hoe de vorm van sterrenstelsels samenhangt met hoe ze eruit zien en veel gedetailleerder projecteren hoe ze zijn gevormd." Dankzij Webbs gevoeligheid, hoge resolutiebeelden en specialisatie in infrarood licht kon het team snel veel CEERS-sterrenstelsels karakteriseren en hun 3D-geometrie modelleren. Pandya zegt ook dat hun werk niet mogelijk zou zijn geweest zonder het uitgebreide onderzoek dat astronomen hebben gedaan met behulp van NASA's Hubble ruimtetelescoop.
Decennia lang heeft de Hubble ons versteld doen staan met beelden van enkele van de vroegste sterrenstelsels, te beginnen met het eerste 'diepe veld' in 1995 en verder met een baanbrekend onderzoek dat bekend staat als Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey. Diepe hemelonderzoeken zoals deze leidden tot veel grotere statistieken, waardoor astronomen robuuste 3D-modellen konden maken van verre sterrenstelsels over de hele kosmische tijd. Vandaag de dag helpt Webb deze inspanningen te verbeteren door een overvloed aan verre sterrenstelsels toe te voegen die buiten het bereik van Hubble liggen en door het vroege heelal veel gedetailleerder in beeld te brengen dan voorheen mogelijk was.
Webb's beelden van het vroege heelal hebben gewerkt als een deining van een oceaan, het leveren van nieuwe golven van bewijs. "Hubble heeft lange tijd een overvloed aan langgerekte sterrenstelsels laten zien," legt co-auteur Marc Huertas-Company, een faculteitsonderzoeker aan het Instituut voor Astrofysica op de Canarische Eilanden, uit. Maar de onderzoekers vroegen zich nog steeds af: Zouden extra details beter zichtbaar worden met gevoeligheid voor infrarood licht? "Webb bevestigde dat Hubble geen extra kenmerken miste in de sterrenstelsels die ze allebei waarnamen. Bovendien liet Webb ons nog veel meer verre sterrenstelsels met vergelijkbare vormen zien, allemaal zeer gedetailleerd."
Er zijn nog steeds hiaten in onze kennis - onderzoekers hebben niet alleen een nog grotere steekproef van Webb nodig om de eigenschappen en precieze locaties van verre sterrenstelsels verder te verfijnen, ze zullen ook veel tijd moeten besteden aan het aanpassen en updaten van hun modellen om de precieze geometrieën van verre sterrenstelsels beter weer te geven. "Dit zijn nog maar de eerste resultaten", zegt co-auteur Elizabeth McGrath, universitair hoofddocent aan het Colby College in Waterville, Maine. "We moeten dieper in de gegevens duiken om erachter te komen wat er aan de hand is, maar we zijn erg enthousiast over deze vroege trends."
De James Webb Space Telescope is 's werelds belangrijkste observatorium voor ruimtewetenschap. Webb lost mysteries op in ons zonnestelsel, kijkt verder naar verre werelden rond andere sterren en onderzoekt de mysterieuze structuren en oorsprong van ons universum en onze plaats daarin. Webb is een internationaal programma dat wordt geleid door NASA met zijn partners ESA (European Space Agency) en het Canadese ruimteagentschap.
Bron: NASA
