Astronomen hebben een opmerkelijk massieve protocluster van sterrenstelsels ontdekt, genaamd JADES-ID1, op een afstand van 12,7 miljard lichtjaar. De bevinding daagt de huidige kosmologische modellen uit, omdat deze structuur veel eerder in de geschiedenis van het universum lijkt te zijn gevormd dan voorspeld.
Wat is een protocluster?
Een protocluster van sterrenstelsels is in wezen een cluster van sterrenstelsels in een vroeg stadium. Het vertegenwoordigt een regio waar talloze jonge sterrenstelsels door zwaartekracht gebonden zijn, ingebed in een grote wolk van heet gas. In tegenstelling tot volwassen clusters zijn sterrenstelsels in een protocluster minder dicht op elkaar gepakt en heeft het omringende gas nog geen temperatuur bereikt die hoog genoeg is om gemakkelijk waarneembare röntgenstraling uit te zenden. Dit maakt het identificeren ervan uitzonderlijk moeilijk.
Hoe werd JADES-ID1 ontdekt?
Wetenschappers gebruikten de gecombineerde kracht van de James Webb Space Telescope (JWST) en het Chandra X-ray Observatory om JADES-ID1 te detecteren. De infraroodinstrumenten van JWST identificeerden minstens 66 sterrenstelsels in de regio, terwijl Chandra röntgenstraling van het omringende hete gas detecteerde, wat bevestigde dat ze tot één enkele entiteit behoren. De protocluster heeft een massa die overeenkomt met 20 biljoen zonnen en heeft een diameter van 1,1 miljoen lichtjaar.
De tijdlijnafwijking
Het meest intrigerende aspect van JADES-ID1 is de leeftijd. De huidige modellen suggereren dat zo’n enorme structuur zich pas 2 à 3 miljard jaar na de oerknal zou moeten vormen. JADES-ID1 bestond echter al toen het universum nog maar ongeveer een miljard jaar oud was.
“Dit is misschien wel de meest afgelegen bevestigde protocluster die ooit is gezien”, zegt Akos Bogdan van het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics. “JADES-ID1 geeft ons nieuw bewijs dat het universum enorme haast had om volwassen te worden.”
Waarom dit belangrijk is
Deze ontdekking dwingt astronomen om de snelheid waarmee grootschalige structuren zich in het vroege heelal vormden, te heroverwegen. Als JADES-ID1 zo snel werd gevormd, suggereert dit dat ons begrip van de vroege evolutie van sterrenstelsels onvolledig is, of dat de omstandigheden in het vroege heelal bevorderlijker waren voor snelle structuurvorming dan eerder werd gedacht. De studie, gepubliceerd in Nature op 28 januari, roept fundamentele vragen op over de evolutie van de kosmos en de validiteit van bestaande kosmologische simulaties.
Concluderend vormt JADES-ID1 een aanzienlijke uitdaging voor ons begrip van hoe het universum is geëvolueerd. Het bestaan ervan vereist verder onderzoek naar de processen die de structuurvorming in de vroege kosmos beheersten, waardoor mogelijk onze modellen van galactische en clusterontwikkeling opnieuw vorm zouden krijgen.
