Eerste generatie sterren in de kosmos ontdekt

Beeld: Illustratie van de allereerste generatie sterren in het heelal. Credit: NAOJ

Het pasgeboren heelal bestond vrijwel uitsluitend uit lichte waterstof- en heliumatomen. Zwaardere elementen, zoals koolstof, zuurstof en stikstof, werden pas later gevormd, bij kernfusiereacties in het inwendige van sterren. Dankzij supernova-explosies kwamen die zware elementen in de kosmische kringloop terecht. Onze zon, die pas ontstond toen het heelal al ruim negen miljard jaar oud was, bevat bijvoorbeeld een kleine twee procent zware elementen.

Met de James Webb Space Telescope is nu een hete gaswolk ontdekt op extreem grote afstand, waar astronomen terugkijken tot slechts zo’n vierhonderd miljoen jaar na de oerknal. De gevoelige NIRSpec-spectroscoop van Webb registreerde de straling van gloeiend waterstof- en heliumgas. De wolk blijkt echter in het geheel geen zwaardere elementen te bevatten; hij bestaat echt uit ‘oermaterie’.

‘Primitieve’ wolk

In drie recent verschenen artikelen concluderen Roberto Maiolino (University of Cambridge) en zijn collega’s dat het oergas verhit moet worden door zware, pasgeboren sterren die al in de ‘primitieve’ wolk zijn ontstaan. Dat moeten dus sterren van de eerste generatie zijn, die bij hun geboorte alleen maar waterstof en helium bevatten.

Opmerkelijk genoeg zijn de sterren zelf niet zichtbaar. Ze zijn enorm heet en zwaar – een paar honderd keer zo zwaar als de zon – en zenden vooral energierijke ultraviolette straling uit, die geabsorbeerd wordt door het omringende gas.

Toch lijkt met de James Webb-metingen een einde gekomen te zijn aan de jarenlange zoektocht naar de allereerste sterren in het heelal. Door de eigenschappen van die sterren te bestuderen, krijgen astronomen meer zicht op de vroege evolutie van het universum, en op het ontstaan van de eerste zwarte gaten in de kosmos – die blijven achter wanneer zware sterren aan het eind van hun korte leven exploderen.

Bron: University of Cambridge, Verenigd Koninkrijk