22 mei 2024

Nieuwe manier bedacht om de eerste sterren in het heelal te detecteren

Impressie van een Pop III ster die naar een zwart gat toe valt. Credit: Space Telescope Science Institute/Ralf Crawford

Sterrenkundigen doen al lang pogingen de allereerste sterren in het heelal, de hypothetische zogeheten Populatie III sterren, in het heelal te detecteren. Die moeten alleen bestaan hebben uit de allerlichtste elementen waterstof en helium en ze moeten heel groot en heel heet zijn geweest. Ondanks die grootte en temperatuur zijn ze tot op heden nog niet gedetecteerd en dat komt omdat ze alleen in het vroege heelal voorkwamen en dat betekent dat ze op afstanden staan waarop ze met onze telescopen (nog) niet gezien kunnen worden.

Schematisch diagram van TDE’s van Pop III sterren. Credit: The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad41b7

Maar nu heeft een team van sterrenkundigen onder leiding van Jane Lixin (University of Hong Kong) een nieuwe methode bedacht om ze toch te kunnen detecteren, tenminste om signalen ervan te kunnen zien. Er bestonden in die tijd – pakweg een paar honderd miljoen jaar na de oerknal – ook al superzware zwarte gaten, zo hebben waarnemingen van Webb laten zien. Van dergelijke zwarte gaten dichter bij de aarde weten we dat er af en toe een ster te dichtbij kan komen, die dan geheel uit elkaar wordt getrokken en in het zwarte gat verdwijnt, hetgeen op aarde te zien is als een zogeheten tidal disruption event (TDE). Wat als nou eens zo’n Pop III ster in een superzwaar zwart gat verdwijnt? Die vraag stelden Lixin en haar team en het lijkt er op dat we de TDE van een Pop III ster ook kunnen zien, ook al vindt deze op miljarden lichtjaren afstand plaatst (lees: vroeger in de tijd).

De TDE’s van nabije superzware zwarte gaten, waar ‘normale’  sterren naar binnen vallen, zijn al vaak waargenomen en de kenmerken daarvan zijn bekend. Lixin et al denken dat Pop III-TDE’s anders zijn en dat ze door de uitdijing van het heelal als infrarode straling te zien moeten zijn (NIR in de diagram hierboven). Met de James Webb Space Telescope (JWST) en de nog te lanceren Nancy Grace Roman Space Telescope (Roman) zouden die TDE’s te zien moeten zijn. Volgens berekeningen zou Roman er per jaar een paar dozijn van moeten kunnen zien.

Meer hierover is te lezen in het vakartikel van Rudrani Kar Chowdhury et al, Detecting Population III Stars through Tidal Disruption Events in the Era of JWST and Roman, The Astrophysical Journal Letters (2024).

Bron: HKU.

 

Share

Speak Your Mind

*