3 juli 2020

De allereerste sterren(-stelsels) ontstonden eerder dan gedacht, zo laat Hubble zien

Een impressie van sterrenstelsels in het vroege heelal. Credit:
ESA/Hubble, M. Kornmesser.

Onderzoek met behulp van de Hubble ruimtetelescoop van de ESA en NASA laat zien dat de allereerste sterren en sterrenstelsels vroeger moeten zijn ontstaan dan men eerst dacht. Een Europees team van sterrenkundigen onder leiding van Rachana Bhatawdekar (Universiteit van Nottingham) heeft met Hubble onderzoek gedaan aan de cluster van sterrenstelsels MACSJ0416 en aan een ‘parallel veld’ van dit cluster en daaruit komt naar voren dat er zo’n 500 miljoen jaar na de oerknal nog geen Populatie III sterren voorkwamen. Dat zijn de hypothetische sterren, die als eerste in het vroege heelal moeten zijn ontstaan en die alleen maar bestaan uit waterstof, helium en lithium, de lichtste elementen die bij de oerknal, die 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond, zijn ontstaan. Pas toen die Populatie III sterren gingen ‘branden’ en in hun kernen de lichte elementen gingen fuseren ontstonden zwaardere elementen, zoals zuurstof, stikstof, koolstof en ijzer, die terechtkwamen in de gaswolken, waar latere sterren uit zouden ontstaan. Die latere sterpopulaties I en II zijn wel bekend en gevonden, de zon is bijvoorbeeld een Populatie I ster.

MACS J0416. Credit: NASA, ESA, and M. Montes (University of New South Wales, Sydney, Australia)

Bhatawdekar’s team keek met Hubble naar het cluster MACSJ0416, dat 4,3 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd is en dat bij elkaar zo’n 160 biljoen (!) keer zo zwaar als de zon is. Het is één van de zes clusters die met Hubble zijn bestudeerd in het kader van het zogeheten Hubble Frontier Field programma. Dankzij z’n enorme massa verbuigt MACSJ0416 de ruimte om ‘m heen en dat zorgt er voor dat het licht van erachter liggende sterrenstelsels afbuigt én versterkt wordt. En het zijn die zeer ver verwijderde sterrenstelsels – in de foto hierboven te zien als de vele boogjes in en rond het cluster – die door het team van Bhatawdekar zijn onderzocht. Met nieuwe technieken waren ze in staat om het gehele tussenliggende cluster MACSJ0416 weg te poetsen en alleen de daarachter liggende sterrenstelsels te zien. Een impressie van die sterrenstelsels zie je in de afbeelding bovenaan. Wat bleek: die sterrenstelsels waren klein en met weinig massa, maar wel talrijk. En de sterren waaruit ze bestaan waren sterren met metalen (elementen zwaarder dan helium), dus geen Populatie III sterren.

Men denkt dat het deze kleine sterrenstelsels waren die verantwoordelijk waren voor de zogeheten reïonisatie van het heelal. Daarbij zorgde de sterke ultraviolette straling van de sterren in die stelsels voor ionisatie van het neutrale ondoorzichtige waterstofgas, waarbij de elektronen en de atoomkernen van elkaar losgeslagen werden. Die reïonisatie zorgde er voor dat er een einde kwam aan de ‘donkere eeuwen’ van het heelal, een periode van duisternis die begonnen was vanaf het moment van het ‘laatste oppervlak van de verstrooiing‘, 380.000 jaar na de oerknal. Bron: Hubble.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.