James Webb Telescope onthult dodelijke galactische winden die het uitsterven van sterren in het vroege heelal verklaren
Nieuw gepubliceerd onderzoek wijst uit dat krachtige, door sterren aangedreven winden in staat zijn sterrenstelsels te vernietigen, waardoor de vorming van nieuwe sterren in een vroeg stadium van de kosmische geschiedenis wordt verhinderd. Deze bevinding, gebaseerd op gegevens van de James Webb Space Telescope (JWST), biedt nieuw inzicht in de galactische evolutie.
Het proces van botsingen tussen sterrenstelsels, dat leidt tot hun fusie tot één enkele massieve structuur, kan ook de “dood” van deze hemelclusters veroorzaken door het vrijkomen van gasstralen die de vorming van sterren belemmeren. Deze complexe kosmische interactie herdefinieert het begrip van hoe sterrenstelsels evolueren.
Deze dynamiek zou licht kunnen werpen op een mysterie van het vroege heelal, waar verschillende waarnemingen van de James Webb Space Telescope (JWST) sterrenstelsels hebben ontdekt die verrassend groot zijn geworden in slechts een miljard jaar na de oerknal. Even onverwacht waren veel van deze sterrenstelsels al gestopt met de productie van sterren en werden ze ongeveer een miljard jaar later inactief.
Hoewel men dacht dat galactische winden in het verleden verantwoordelijk waren voor het ‘doden’ van sterrenstelsels, ontbrak het astronomen aan direct bewijs dat dit proces de stervorming in zo’n afgelegen stadium van de kosmos daadwerkelijk zou kunnen onderdrukken. Nu beschrijft een nieuwe studie, gepubliceerd op 10 juni in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, door een internationaal team hoe gasstromen gegenereerd door sterren sterrenstelsels kunnen doven, waardoor de inactieve structuren ontstaan die door JWST worden waargenomen.
Gaslekdetectie in het vroege heelal
Wetenschappers gebruikten JWST in combinatie met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) radiotelescoop, gelegen in de Atacama-woestijn in Chili, om het sterrenstelsel dat bekend staat als CRISTAL-02 te onderzoeken zoals het een miljard jaar na de oerknal bestond. De grondige analyse bracht cruciale details over zijn activiteit aan het licht.
Met een stellaire massa die 10 miljard keer groter is dan die van de zon, vertegenwoordigt CRISTAL-02 een vergevorderd stadium van een fusie tussen meerdere sterrenstelsels. Bovendien beschikt het systeem over een gigantische gaspluim, die zich uitstrekt over een afstand die vrijwel gelijk is aan die van het galactische systeem zelf, en die met honderden kilometers per seconde de ruimte in ontsnapt.
Deze kolossale stroom, die 1,5 miljard zonsmassa’s omvat, lijkt te worden veroorzaakt door een intense uitbarsting van stervorming en de dood van sterren, zoals de auteurs van het onderzoek verklaren. Beide fenomenen doen zich voor tijdens botsingen tussen sterrenstelsels, waarbij grote gaswolken worden samengedrukt en de geboorte van nieuwe sterren wordt veroorzaakt, waaronder massieve sterren die om de paar miljoen jaar in gewelddadige supernova-explosies instorten. De intense radioactieve winden die door deze jonge sterren en hun stervende oudere zussen vrijkomen, kunnen vervolgens de stervorming onderdrukken door gebieden met koud moleculair gas te activeren en te verspreiden voordat het door de zwaartekracht kan instorten en nieuwe sterren kan ontstaan.
“Het sterrenstelsel heeft een krachtige wind die materiaal twee keer zo snel uitwerpt als het sterrenstelsel zelf sterren vormt”, zegt Rebecca Davies, astrofysicus aan de Swinburne University of Technology in Australië, in een verklaring. Deze waarneming benadrukt de intensiteit en effectiviteit van deze winden.
Het galactische systeem CRISTAL-02 creëert mogelijk elk jaar ongeveer 260 nieuwe sterren met dezelfde massa, een snelheid die drie keer zo hoog is als die van sterrenstelsels met een vergelijkbare massa en leeftijd. De onderzoekers ontdekten echter ook dat het jaarlijks meer dan 500 zonsmassa’s verliest, een snelheid die 20 keer sneller is dan die van typische massieve sterrenstelsels.
Leia Também
Messi bereikt 19 doelpunten op FIFA World Cups met een geweldige vrije trap voor Argentinië in de wedstrijd met Jordan
Cristiano Ronaldo schittert buiten het veld op het WK 2026 met zijn zakenimperium en gezinsluxe
Op 41-jarige leeftijd bevestigt Cristiano Ronaldo zijn historische erfenis en bereidt hij zich voor om te schitteren op het WK 2026
“We weten niet veel over hoe de eerste sterrenstelsels stopten met het vormen van sterren. Dit werk laat dit proces direct in actie zien”, legde Andreas Faisst, een observationeel astronoom bij Caltech, uit in een e-mail aan WordsSideKick.com. Hij voegde eraan toe: “Als de stroom doorgaat, zal het sterrenstelsel binnen minder dan 100 miljoen jaar geen gas meer hebben om sterren te vormen – een oogwenk in astrofysische termen.”
Bewijs voor een veel voorkomend kosmisch fenomeen
Dit onderzoek biedt een model voor galactische veroudering, een proces van geleidelijke achteruitgang. “Bijna de helft van de oorspronkelijke massieve sterrenstelsels heeft interactie met andere nabijgelegen sterrenstelsels, wat erop wijst dat dit geen geïsoleerd fenomeen is, maar eerder een wijdverbreide kosmische gebeurtenis”, aldus Davies.
Eerdere simulaties gaven echter aan dat stromen van actieve zwarte gaten, en niet van sterren, in de eerste plaats verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor het ontstaan van stille sterrenstelsels. De uitstroom veroorzaakt door sterexplosies houdt op wanneer de stervorming stopt, terwijl de uitstroom gegenereerd door zwarte gaten nog honderden miljoenen jaren daarna kan voortduren.
Om deze reden kunnen onderzoekers de mogelijkheid niet uitsluiten dat de stroom die in CRISTAL-02 wordt waargenomen, werd gegenereerd door een krachtig maar inactief zwart gat op het moment van observatie. De complexiteit van de verschijnselen vereist voortdurend onderzoek.
Bovendien vergeleken wetenschappers de stroom van CRISTAL-02 met een steekproef van 99 andere soortgelijke stromen, verspreid over 12 miljard jaar, om te zien of dit feedbackproces in de loop van de tijd evolueert. Ze concludeerden dat de efficiëntie van de stroom gedurende de hele kosmische geschiedenis grotendeels constant is gebleven, zelfs nu de interne eigenschappen van sterrenstelsels zijn veranderd en het universum is uitgebreid en verouderd. Bovendien kan het afbakenen van de feedbackmechanismen in het vroege universum, die de galactische evolutie dicteren, astronomen helpen bij het verbeteren van kosmologische simulaties die het uiterlijk en het gedrag van de huidige kosmos proberen te verklaren.
‘Als veel vroege sterrenstelsels met elkaar botsen en een snelle groei doormaken, is het misschien niet verrassend dat we zoveel ‘dode’ sterrenstelsels in het vroege heelal zien,’ legt Davies uit. “CRYSTAL-02 biedt een natuurlijke oplossing voor het mysterie waarom deze enorme sterrenstelsels snel leven en jong sterven.”
Dergelijke processen zijn nog steeds aan de gang en reguleren de sterrendichte sectoren in onze eigen Melkweg. Ze zouden ook de verre toekomst ervan kunnen bepalen, aangezien de Melkweg over ongeveer 4,5 miljard jaar in botsing zou kunnen komen met Andromeda, zijn naaste buur. Deze fusie “zal waarschijnlijk een stellaire explosie veroorzaken die gepaard gaat met intense stellaire winden die misschien vergelijkbaar zijn met wat we hebben waargenomen in CRISTAL-02”, voorspelde Faisst in een e-mail, waarin hij benadrukte hoe studies als deze ons helpen te anticiperen op het lot van ons eigen kosmische thuis.
