De James Webb Space Telescope (JWST) blijft de wereld verbazen met zijn indrukwekkende ontdekkingen, die licht werpen op de donkerste mysteries van het universum. Sinds de lancering is de telescoop een cruciaal instrument geweest bij het uitbreiden van onze kennis, niet alleen over verre sterrenstelsels, maar ook over exoplaneten die cruciale aanwijzingen zouden kunnen bevatten in de zoektocht naar buitenaards leven.
Onlangs heeft de James Webb de observatie mogelijk gemaakt van twee verschijnselen die de wetenschappelijke gemeenschap sprakeloos hebben gemaakt. Aan de ene kant heeft het de details onthuld van een sterrenstelsel dat zo vol gas is dat zijn eigen sterren onzichtbaar zijn, en aan de andere kant heeft het het bestaan bevestigd van een exoplaneet waarvan de atmosfeer voornamelijk uit waterdamp bestaat.
Een sterrenstelsel verborgen door zijn eigen gas
Een van de meest indrukwekkende ontdekkingen die de telescoop heeft gedaan, is die van het sterrenstelsel GS-NDG-9422, ook eenvoudigweg bekend als 9422. Dit sterrenstelsel is een van de meest bijzondere sterrenstelsels gebleken die ooit zijn waargenomen. Via de geavanceerde tools van Webb, zoals Nabij-infraroodspectrograaf (NIRSpec)konden astronomen de unieke samenstelling ervan analyseren.
Het meest verbazingwekkende aan 9422 is dat het gas eromheen zo helder en compact is dat het bijna onmogelijk is om de sterren erin te zien. Dit fenomeen heeft wetenschappers verblind, die het omschrijven als een ‘ontbrekende schakel’ in de evolutie van sterrenstelsels. Volgens onderzoek onder leiding van Alex Cameron van de Universiteit van Oxford bevindt het sterrenstelsel zich in een zeer actieve fase van stervorming. Het gloeiende gas verhindert dat telescopen de helderheid van sterren kunnen vastleggen, iets wat nog nooit eerder zo duidelijk is waargenomen.
De simulaties uitgevoerd door het team van onderzoekers geven aan dat de sterren van dit sterrenstelsel temperaturen kunnen bereiken die hoger zijn dan de 80.000ºC, veel hoger dan wat we gewoonlijk zien in ons nabije universum, waar de heetste massieve sterren 50.000ºC bereiken. Deze zeer hoge temperaturen zouden verband houden met de jeugd van de Melkweg, die zich in de eerste ontwikkelingsfasen bevindt.
Simulaties en theorieën over de melkweg
Om beter te begrijpen wat er binnenin GS-NDG-9422 gebeurt, voerden astronomen simulaties uit van galactische gaswolken. Deze simulaties lieten ongebruikelijk gedrag zien dat samenvalt met wat Webb heeft vastgelegd. Het gas schijnt zo intens vanwege de emissie van extreem heldere fotonen, gegenereerd door massieve, hete sterren. Alex Cameron zei dat de ontdekking een verrassing was voor het team, omdat de gloed van het gas veel intenser is dan ze hadden verwacht voor een sterrenstelsel van dit type.
Het waargenomen fenomeen is vergelijkbaar met wat werd voorspeld voor de sterren van de Bevolking III, de eerste sterren die zich in het universum hebben gevormd, hoewel is uitgesloten dat sterren uit 9422 tot deze groep behoren. Dit komt door de chemische complexiteit die in het sterrenstelsel aanwezig is, wat in tegenspraak is met wat er verwacht wordt van een sterrenstelsel met Populatie III-sterren.
Er moeten nog veel vragen worden opgelost, zoals of dit fenomeen veel voorkomt in jonge sterrenstelsels of dat 9422 een anomalie is. Astronomen blijven zoeken naar meer voorbeelden van sterrenstelsels zoals deze, zodat ze ze kunnen vergelijken en beter kunnen begrijpen hoe de eerste sterrenstelsels zich na de oerknal ontwikkelden.
Galaxy 9422 zal ongetwijfeld nog vele jaren het onderwerp van onderzoek zijn, terwijl wetenschappers eraan werken de geheimen ervan te ontrafelen. Maar het is niet alleen in sterrenstelsels waar James Webb zijn sporen nalaat; Ook in de zoektocht naar exoplaneten zorgt het voor een revolutie in de wetenschap.
GJ 9827d: De wereld van stoom
Een andere recente ontdekking dankzij James Webb is die van de exoplaneet GJ9827d, dat zich op ongeveer 100 lichtjaar afstand bevindt. Er is bevestigd dat deze planeet de eerste “stoom wereldbekend, een type exoplaneet met een atmosfeer die vrijwel geheel uit fervente waterdamp bestaat.
Waarnemingen uit november 2023 lieten wetenschappers bevestigen dat de atmosfeer van deze planeet niet alleen sporen van water bevat, maar vrijwel vol damp is. Er wordt geschat dat de temperaturen in de atmosfeer rond zijn 340ºC, die al het water in stoom verandert.
GJ 9827d werd in 2017 ontdekt, maar tot nu toe kon de samenstelling ervan niet met zekerheid worden vastgesteld. Dankzij de combinatie van Webb en telescoopwaarnemingen Hubbleis bevestigd dat deze exoplaneet niet zomaar een vochtige planeet is of een planeet met water in de wolken, maar een echte wereld waarin vrijwel de gehele atmosfeer uit waterdamp bestaat.
Implicaties voor astrobiologie
Hoewel de omstandigheden op GJ 9827d het een onherbergzame plek maken voor het leven zoals wij dat kennen, is deze ontdekking cruciaal voor het onderzoek naar de atmosfeer van exoplaneten. De wetenschap dat het mogelijk is om dichte atmosferen met elementen zoals water te detecteren, opent nieuwe deuren voor astrobiologisch onderzoek.
Wetenschappers geloven dat dit slechts de eerste van vele planeten met vergelijkbare atmosferen is die in de toekomst ontdekt zullen worden. Dit type planeten kan essentiële informatie bieden om de planetaire evolutie en de mogelijke bewoonbaarheid van werelden buiten ons zonnestelsel te begrijpen.
Ryan MacDonald, een van de astronomen die verantwoordelijk is voor het bestuderen van de exoplaneet, zei dat James Webb wetenschappers toestaat planeten te verkennen die verder gaan dan waar men ooit van had gedroomd. “We bevinden ons in de gouden eeuw van de ruimteverkenning”, zei hij opgewonden na de publicatie van de ontdekking.
Een toekomst vol mogelijkheden
Met elke nieuwe gegevens van de James Webb-telescoop begrijpen we de diversiteit van de kosmos beter. Van sterrenstelsels die onze eerdere concepten uitdagen tot planeten met nooit eerder geziene composities: de Webb blijft ons verrassen. De bevindingen van GS-NDG-9422 en GJ 9827d zijn nog maar het begin van wat een constante uitbreiding van onze kennis over het universum belooft te worden.
Deze ontdekkingen brengen ons dichter bij het begrijpen van de eerste momenten na de oerknal, de omstandigheden van stervorming en de evolutie van planetaire systemen. Hoewel het moeilijk is om alles te voorspellen wat de Webb ons de komende jaren zal leren, is het duidelijk dat we voor een nieuw tijdperk van de astronomie staan. Elke waarneming brengt de mensheid dichter bij het ontsluiten van de grootste geheimen van de kosmos.