Verrassende ontdekking: wetenschappers vinden een ‘Melkweg-achtige’ draaiende schijfgalaxie van 13 miljard jaar oudVerrassende ontdekking: wetenschappers vinden een ‘Melkweg-achtige’ draaiende schijfgalaxie van 13 miljard jaar oud

 

Verrassende ontdekking: wetenschappers vinden een ‘Melkweg-achtige’ draaiende schijfgalaxie van 13 miljard jaar oud

This image shows the galaxy REBELS-25 as seen by the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), overlaid on an infrared image of other stars and galaxies. The infrared image was taken by ESO’s Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA). In a recent study, researchers found evidence that REBELS-25 is a strongly rotating disc galaxy existing only 700 million years after the Big Bang. This makes it the most distant and earliest known Milky Way-like galaxy found to date.© Scientias.nl

Onderzoekers hebben een sterrenstelsel ontdekt dat onze huidige kennis van sterrenstelselvorming uitdaagt.

Het sterrenstelsel, REBELS-25, bestond al slechts 700 miljoen jaar na de oerknal, maar vertoont verrassend geordende eigenschappen die lijken op die van onze Melkweg. Dit maakt REBELS-25 de meest verre en oudste bekende schijfgalaxie, en zorgt mogelijk voor een herziening van de ideeën over hoe snel sterrenstelsels zich konden vormen en evolueren in de vroege fasen van het universum.

Wat maakt REBELS-25 zo bijzonder?

De huidige theorieën over de evolutie van sterrenstelsels stellen dat sterrenstelsels in de vroege fasen van het universum voornamelijk chaotisch en klonterig waren, zonder duidelijke structuur. Ze moesten zich langzaam ontwikkelen door middel van fusies en gasstromen, waarbij ze in de loop van miljarden jaren veranderden in geordende sterrenstelsels zoals onze Melkweg. REBELS-25 vormt echter een uitzondering op deze regel.

Door gebruik te maken van de krachtige Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili, hebben wetenschappers ontdekt dat dit sterrenstelsel al vroeg in zijn bestaan een duidelijke schijfstructuur heeft ontwikkeld. Dit is op zichzelf al opmerkelijk, maar wat het echt speciaal maakt, is het feit dat deze schijf stabiel draait, met relatief weinig turbulentie. Dit soort dynamische stabiliteit wordt zelden gezien in zulke vroege sterrenstelsels. “Volgens ons begrip van de vorming van sterrenstelsels verwachten we dat de meeste vroege sterrenstelsels klein zijn en er rommelig uitzien”, zegt Jacqueline Hodge, medeauteur van het onderzoek dat gepubliceerd werd in vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Vroeg gevormde schijf

De waarnemingen laten zien dat REBELS-25 een zogenaamde “dynamisch koude” schijf heeft, wat betekent dat de bewegingen in het stelsel voornamelijk worden gedomineerd door geordende rotatie in plaats van willekeurige turbulente bewegingen. Dit werd bevestigd door het meten van het rotatievermogen en de snelheid van de sterren en het gas in het stelsel. Deze bevindingen suggereren dat dit stelsel, met een massa van ongeveer 8 miljard zonsmassa’s en een snelheid van ongeveer 370 kilometer per seconde, verrassend goed georganiseerd is.

Onderzoekers gebruikten een geavanceerde techniek om de bewegingen binnen het sterrenstelsel in kaart te brengen, genaamd 3DBAROLO. Hiermee konden ze vaststellen dat de verhouding tussen geordende rotatie en willekeurige bewegingen in REBELS-25 veel hoger is dan normaal wordt verwacht voor een sterrenstelsel in zo’n vroeg stadium. De rotatiesnelheid is bijvoorbeeld ongeveer 11 keer hoger dan de willekeurige bewegingssnelheid van het gas, wat erop wijst dat dit een zeer stabiel draaiend sterrenstelsel is​.

Tegenstrijdig met bestaande theorieën

Het bestaan van zo’n stabiel draaiend sterrenstelsel in een tijd waarin het universum slechts 5 procent van zijn huidige leeftijd had, is moeilijk te verklaren binnen de huidige modellen van sterrenstelselvorming. Deze modellen voorspellen dat sterrenstelsels in de vroege geschiedenis van het universum meer zouden moeten lijken op chaotische klonten van sterren en gas, zonder de duidelijke structuren die we vandaag in schijfstelsels zien. Sterrenstelsels zoals REBELS-25 zouden normaal gesproken veel langer de tijd nodig hebben om hun turbulentie te kalmeren en een geordende structuur aan te nemen. De vondst van een schijfstelsel zoals dit, zo vroeg in het bestaan van het universum, roept daarom nieuwe vragen op over hoe snel sterrenstelsels zich kunnen vormen en welke processen dit bevorderen.

De toekomst van het onderzoek

De onderzoekers hopen dat vervolgwaarnemingen meer inzicht zullen geven in hoe zulke vroeg gevormde schijfstelsels tot stand komen. Verdere gegevens kunnen helpen om te bepalen of REBELS-25 uniek is, of dat er meer van dit soort sterrenstelsels bestaan in het vroege universum. Door meer van dit soort stelsels te bestuderen, kunnen astronomen mogelijk nieuwe modellen ontwikkelen die beter uitleggen hoe sterrenstelsels zoals onze Melkweg ontstaan.

 

Meer wetenschap? Lees de nieuwste artikelen op Scientias.nl .

Verrassende ontdekking: wetenschappers vinden een ‘Melkweg-achtige’ draaiende schijfgalaxie van 13 miljard jaar oud (msn.com)