De James Webb Ruimtelescoop (JWST) heeft een nieuw hoofdstuk geopend in de studie van het vroege heelal door mysterieuze vroege sterrenstelsels te ontdekken die veel massiever en helderder zijn dan theoretisch verwacht. Deze onverwachte vondsten dagen traditionele ideeën over de evolutie van het universum uit en zetten sterrenstelselvorming en kosmologie op losse schroeven. Wetenschappers onderzoeken alternatieve verklaringen, waaronder aangepaste zwaartekrachttheorieën, terwijl nieuwe observaties van JWST blijven verrassen en diepe sporen achterlaten in de astrofysica.
Vroege sterrenstelsels groter dan verwacht
Observaties van de JWST tonen aan dat vroeg gevormde sterrenstelsels aanzienlijk massiever zijn dan voorspeld. Waar onderzoekers eerder uitgingen van een geleidelijke groei via kleine materieclusters en donkere materie, onthult JWST volledig gevormde sterrenstelsels vlak na de oerknal. Deze ‘mysterieuze sterrenstelsels’ schijnen in tegenspraak met het structuurvormingsparadigma voor donkere materie, aangezien deze grote en rijpe sterrenstelsels niet passen binnen het model van langzame accumulatie.
Alternatieve zwaartekrachttheorieën
De verrassende massa en ontwikkeling van deze sterrenstelsels sluiten naadloos aan bij Modified Newtonian Dynamics (MOND). In plaats van donkere materie, stelt MOND dat zwaartekracht anders werkt dan conventioneel gedacht, wat een snellere vorming van sterrenstelsels mogelijk maakt. Deze theorie voorspelde reeds in de jaren negentig dat zulke grote structuren in het vroege kosmische verleden konden bestaan, wat nu gedeeltelijk wordt bevestigd door JWST-observaties.
Het raadsel van Little Red Dots
Onder de ontdekkingen van JWST vallen ook de zogenaamde Little Red Dot (LRD) sterrenstelsels, kleine maar extreem heldere entiteiten die ongeveer 600 miljoen jaar na de oerknal bestonden. Hun intensiteit suggereert actieve zwarte gaten in hun kern, maar opvallend is het ontbreken van de verwachte röntgenstraling die zulke actieve galactische kernen normaal uitstralen. Nieuw onderzoek sluit super-Eddington-accretie – een snellere groei van zwarte gaten – uit als verklaring.
Een nieuwe puzzel voor astrofysica
Het gebrek aan röntgenstraling uit LRD’s dwingt wetenschappers om hun modellen opnieuw te evalueren. Als deze sterrenstelsels niet door actieve zwarte gaten worden aangedreven, dan moet hun helderheid voortkomen uit een onverklaarbare overvloed aan sterrenmassa. Dit zet de huidige begrippen over universum evolutie en sterrenstelselvorming onder druk, en opent de deur naar nieuwe hypothesen binnen de kosmologie die de JWST-observaties beter kunnen verklaren.
