Astronomen hebben iets vreemds ontdekt aan de verre uithoeken van ons waarneembare universum: een enorm aantal massieve sterrenstelsels - wat niet zou moeten zijn.
Afhankelijk van de golflengte, observeer je een ander universum en verschillende hemellichamen en kosmische verschijnselen zien er anders uit. Deze regel is vooral relevant als je diep in het universum kijkt - hoe verder je kijkt, hoe dieper je reist in de tijd. Terwijl het universum zich uitbreidt, is het oudste licht dat grote afstanden aflegt het moeilijkst op te merken.
Deze aard van ruimte-tijd wordt duidelijk wanneer we naar een voorwerp in infrarood licht kijken - het licht heeft zo'n rode verschuiving dat alleen infrarood-waarnemingscentra een zwakke gloed kunnen zien in de meest afgelegen hoeken van de kosmos.
Om sterrenstelsels te identificeren die op zulke grote afstanden voor onze ogen verborgen bleven, onthulde een krachtige infraroodtelescoop, de Vista en Infrared Survey Telescope for Astronomy bij het Paranal Observatory in Chili, enkele van de jongste sterrenstelsels die tot nu toe zijn gevonden. Sterrenstelsels die slechts een miljard jaar na de Big Bang werden geboren. Maar er is iets vreemds: er zijn er te veel en ze zijn enorm!
Wanneer je kijkt naar het verre verleden van ons universum, is het licht dat gegenereerd wordt door sterren die bijna 13 miljard jaar geleden ontstonden erg moeilijk te detecteren. Dus, wanneer we zoeken naar de oudste sterrenstelsels, kunnen we alleen de helderste zien. Maar kijkend naar het eerder bestudeerde deel van de hemel als onderdeel van de UltraVISTA-studie en combinerend met infraroodgegevens met langere golflengten verzameld door de NASA Spitzer-ruimtetelescoop, ontdekten astronomen honderden niet-geïdentificeerde sterrenstelsels. "We vonden 574 massieve sterrenstelsels - het grootste aantal verborgen sterrenstelsels in het vroege universum", zei Karina Kaputi van het Kronte Astronomical Institute van de Universiteit van Groningen. "Als je ze bestudeert, beantwoord je een simpele maar belangrijke vraag: wanneer verschenen de eerste massieve sterrenstelsels?"
Aangenomen wordt dat deze sterrenstelsels niet eerder dan ongeveer 1 miljard jaar na de Big Bang werden gevormd. Wetenschappers betwijfelen dat voor die tijd massieve sterrenstelsels konden ontstaan.
"We hebben geen enkel bewijs gevonden van vroegere massieve sterrenstelsels gevormd ongeveer een miljard jaar geleden na de Big Bang, dus we zijn er zeker van dat dit de eerste gevonden sterrenstelsels zijn," zei Henry Joy McCracken van het Paris Institute of Astrophysics.
Maar deze ontdekking is een tegenstrijdigheid in moderne modellen van de vorming van sterrenstelsels - deze massieve zouden gewoonweg niet moeten bestaan. Deze monsters zijn ongeveer half zo groot als sterrenstelsels die tussen 1, 1 en 1, 5 miljard jaar na de Big Bang bestonden. Modellen voorspellen dat er op dat moment alleen kleine sterrenstelsels zouden kunnen bestaan.
Bovendien bevatten deze grote sterrenstelsels volgens het ESO-persbericht een enorme hoeveelheid stof. Dit is een andere tegenspraak met moderne modellen voor de vorming van sterrenstelsels.
Dus wat gebeurt daar? We hebben een fundamenteel probleem met onze theorieën over de vorming van sterrenstelsels, en we moeten een duidelijker beeld krijgen van deze enorme sterrenstelsels. Deze ontdekking kan uiteindelijk een revolutie teweegbrengen in de mechanismen van stervorming en evolutie van sterrenstelsels. Momenteel hebben astronomen zich tot het Atakam Large Millimeter / Submillimeter Grid gewend voor antwoorden. Het observatorium zal VISTA- en Spitzer-waarnemingen proberen te testen, en nog een extra blik werpen op het onderzoek. Vervolgens zal gebruik worden gemaakt van de 39-meter Europese extreem grote telescoop (E-ELT) van de ESO, die volgens plan is gebouwd in 2024.
Om deze monsters vanuit de diepten van de ruimte te begrijpen, moeten we de meest geavanceerde moderne observatoria ter wereld gebruiken. Alleen dan kunnen we begrijpen hoe deze sterrenstelsels zich aan het begin van de tijd ontwikkelden.
