Astronomen vinden een van de oudste sterren in het heelal

 

 

Loactie oude ster in onze Melkweg
De locatie van de nieuw ontdekte oude ster. Credit: ESO/Beletsky/DSS1 + DSS2 + 2MASS

Astronomen hebben op een afstand van ongeveer 1590 lichtjaar van de Aarde een ster ontdekt die vermoedelijk ongeveer 13,53 miljard jaar oud is. Het is daarmee een van de oudste sterren die tot nu toe is ontdekt.

Het extreem metaal-arme sterretje luistert naar de aanduiding 2MASSJ18082002-5104378 B, afgekort als J1808-5104. Het sterretje werd ontdekt door een team astronomen onder leiding van Kevin C. Schlaufman van de Johns Hopkins universiteit. De leeftijd wordt geschat op 13,53 miljard jaar en dat betekent dat het sterretje tot de eerste generatie sterren moet behoren die na de Oerknal, die ongeveer 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond, zijn ontstaan. Het sterretje is niet alleen een van de oudste sterren in ons sterrenstelsel maar vermoedelijk ook een van de oudste sterren in het heelal. Details van zijn bevindingen worden gepubliceerd in het aanstaande nummer van “The Astrophysical Journal” maar een voorpublicatie is al beschikbaar.

Volgens Schlaufman is de vondst van de ster er eentje van 1 op de 10 miljoen. De ster vertelt ons belangrijke informatie over de eerste generatie sterren. De ster is inderdaad een uitdaging voor bestaande ideeën over hoe de eerste sterren er uitzagen en waar ze zich bevonden.

De eerste generatie sterren die na de Oerknal ontstonden bestonden volledig uit elementen als waterstof, helium en hele kleine hoeveelheden lithium. Toen deze eerste generatie sterren als supernova’s explodeerden verrijkten ze het heelal met zwaardere elementen die door de daaropvolgende generaties sterren werden opgenomen. De metalliciteit, de hoeveelheid metalen, van sterren is dus gedurende de daaropvolgende miljarden jaren toegenomen. Met de metalliciteit bedoelen astronomen alle elementen zwaarder dan waterstof en helium.

Tot op heden hebben astronomen ongeveer 30 oude, metaal-arme sterren ontdekt die ongeveer even zwaar zijn als onze Zon. Maar J1808-5104 heeft slechts een massa van 0,14 zonsmassa. Hieruit leiden Schlaufman en zijn collega’s af dat het om een rode dwerg moet gaan.

De nieuw ontdekte ster is bestudeerd met de Magelhan Clay telescoop die deel uitmaakt van de Las Campanas sterrenwacht en met de Gemini telescoop. De ster is extreem metaal-arm. De ster heeft de laagste hoeveelheid zware elementen die ooit in een ster zijn gevonden. De hoeveelheid komt overeen met de hoeveelheid zware elementen die de planeet Mercurius zou hebben. De hoeveelheid zware elementen in J1808-5104 is zo laag dat de onderzoekers denken dat de ster slechts één generatie na de Oerknal is ontstaan. Vóór deze ontdekking werd de ster van Caffau beschouwd als de meest metaal-arme ster. Dit is een ster die slechts een beetje kleiner is dan onze Zon.

20181108-oudste-ster-zware-elementen
De nieuw ontdekte ster heeft een massa van slechts 0,14 zonsmassa en heeft de kleinste samenstelling aan zware elementen van alle bekende sterren. Credit: Kevin Schlaufman/JHU

Sterren met de grootte van onze Zon leven ongeveer 10 miljard jaar maar sterren met een lage massa zoals deze ster kunnen in theorie biljoenen jaren oud worden.

Sterretjes als deze kunnen volgens Schlaufman enorm oud worden en het lijkt erop dat deze ster zijn leeftijd heel goed is doorgekomen want het sterretje ziet er nog precies zo uit als 13,5 miljard jaar geleden.

De locatie van de ster in ons sterrenstelsel is ook heel apart; J1808-5104 maakt deel uit van de dunne schijf van ons sterrenstelsel. Ook onze Zon bevindt zich in deze schijf. Oude, metaal-arme sterren horen hier eigenlijk helemaal niet thuis want de schijf is een dichtbevolkt gebied waar zich veel jongere sterren op houden. De bevinding suggereert dat de dunne schijf van ons sterrenstelsel ongeveer 3 miljard jaar ouder is dan voorheen werd aangenomen.

J1808-5104 is het kleinste lid van een dubbelstersysteem. Door het meten van de “wiebeling” van de grotere ster die wordt veroorzaakt door de invloed van de zwaartekracht van de kleinere ster, hebben astronomen de massa van J1808-5104 af kunnen leiden. Er werd gebruik gemaakt van hoge-resolutie optische spectrometrie om elementen als koolstof, ijzer, zuurstof en anderen te identificeren.

De nieuwe ontdekking is fascinerend maar de bevindingen zijn vreemd en onverwachts dus om er zeker van te zijn dat Schlaufman en zijn team niet de een of andere fout hebben gemaakt zal dit onderzoek zal door andere astronomen geverifieerd moeten worden. Los daarvan wijst de ontdekking van J1808-5104 op nog oudere sterren in ons sterrenstelsel. Als er nog oudere sterren ontdekt worden dan kunnen we daarvan nog meer leren over het heelal tijdens zijn jonge jaren.

Bron: The Astrophysical Journal

 

Eerste publicatie: 8 november 2018