James Webb-telescoop bevestigt bestaan van MoM-z14: het verste en oudste sterrenstelsel ooit ontdekt

Astronomen hebben officieel de ontdekking van het sterrenstelsel MoM-z14 geverifieerd, dat op dit moment geldt als het meest afgelegen object dat ooit is waargenomen. Met behulp van gegevens van de James Webb Space Telescope (JWST) is dit hemellichaam geobserveerd in een staat waarin het zich slechts 280 miljoen jaar na de oerknal bevond. De kosmologische roodverschuiving van dit stelsel is vastgesteld op 14,44, wat de uitzonderlijke ouderdom ervan onomstotelijk bevestigt. Het licht dat door de instrumenten van de Webb-telescoop is opgevangen, heeft een reis van ongeveer 13,5 miljard jaar afgelegd voordat het de aarde bereikte, wat wetenschappers een zeldzame blik gunt op het universum in zijn vroegste waarneembare fase.

De gedetailleerde analyse van de gegevens, afkomstig van de NIRSpec-spectrograaf van de telescoop, wijst uit dat MoM-z14 een fase van extreem snelle sterrenvorming doormaakte. Bovendien vond de verrijking van de galactische omgeving met zware elementen veel eerder plaats dan op basis van huidige theoretische kosmologische modellen werd verwacht. Het sterrenstelsel wordt gekenmerkt als bijzonder compact en helder, met een geschatte massa van 10^8 zonnemassa's, wat vergelijkbaar is met de massa van de Kleine Magelhaense Wolk. Spectroscopische metingen onthulden sterke stikstofsignaturen in het spectrum, een bevinding die onderzoekers koppelen aan een intensief en vroegtijdig proces van sterrenvorming.

Het onderzoek, waarvan de eerste resultaten in 2023 werden verzameld, wordt momenteel voorbereid voor publicatie in het "Open Journal of Astrophysics". Belangrijke wetenschappers die bij dit project betrokken zijn, zijn onder meer Rohan Naidu van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en Pascal Oesch van de Universiteit van Genève. MIT-promovendus Jacob Shen merkte op dat de kloof tussen bestaande theorieën en de empirische waarnemingen van het vroege universum steeds groter wordt. De onderzoeksgegevens tonen aan dat vroege sterrenstelsels zoals MoM-z14 ongeveer honderd keer vaker voorkomen dan de voorspellingen vóór de lancering van de Webb-telescoop aangaven, wat wijst op een fundamentele discrepantie tussen theorie en observatie.

De ontdekking van MoM-z14, die werd gedaan in het kader van de MoM-survey (Mirage or Miracle), bevestigt dat dergelijke vroege sterrenstelsels geen opzichzelfstaande afwijkingen zijn, maar eerder een vast patroon vormen in de vroege kosmos. Ter vergelijking: de vorige recordhouder, de galaxie JADES-GS-z14-0, had een roodverschuiving van z = 14,18. De aanwezigheid van een hoog stikstofgehalte in zo'n vroeg stadium suggereert dat de mechanismen die de stellaire evolutie in het jonge universum aanstuurden, aanzienlijk efficiënter of sneller werkten dan voorheen werd aangenomen. Rohan Naidu merkte op dat de Webb-telescoop een universum onthult dat niet overeenkomt met de eerdere verwachtingen van de wetenschappelijke gemeenschap.

Daarnaast vertoont MoM-z14 duidelijke tekenen van het verdrijven van de oorspronkelijke waterstofmist, wat een essentieel ijkpunt vormt voor het verfijnen van de tijdlijn van het reïonisatietijdperk. Deze ontdekking is van cruciaal belang omdat het de huidige kosmologische modellen over de snelheid van galactische vorming aan het begin der tijden direct uitdaagt. In de nabije toekomst zal, zoals Yi Jia Li aangeeft, de Nancy Grace Roman Space Telescope in staat zijn om de steekproef van dit soort heldere en chemisch verrijkte vroege sterrenstelsels uit te breiden naar duizenden exemplaren, wat ons begrip van de kosmische dageraad verder zal verdiepen.