De eerste generatie sterren ontstond veel sneller dan gedacht

Een Internationaal team van astronomen heeft een enorme gaswolk ontdekt die ongeveer 850 miljoen jaar na de Oerknal is ontstaan. De chemische samenstelling van de gaswolk laat zien dat de eerste generatie sterren snel na de Oerknal is ontstaan en het heelal heeft verrijkt met de elementen die ze maakten.

Met de Oerknal startte het heelal als een hete, troebele soep van extreem energetische deeltjes die snel expandeerde. Tijdens het verspreiden van dit materiaal koelde het af en smolten de deeltjes samen tot neutraal waterstofgas.

Er waren nog geen heldere bronnen en het heelal bleef donker totdat onder invloed van de zwaartekracht materie condenseerde tot de eerste sterren en sterrenstelsels.

Alle sterren, waaronder ook die van de eerste generatie, fungeren als chemische fabrieken. Ze maken nagenoeg alle elementen die we kennen in de wereld om ons heen.

Toen de eerste sterren als supernova’s explodeerden spuwden ze de elementen die ze hadden gemaakt in het omringende gas uit..

Opeenvolgende generaties sterren namen deze elementen weer op en op die manier nam de hoeveelheid van deze chemische elementen toe.

Maar de allereerste sterren ontstonden in een maagdelijk, koud heelal. De eerste sterren produceerden elementen in ander hoeveelheden dan die jongere sterren produceerden die ontstonden in een omgeving die al was verrijkt door eerdere generaties.

Als je maar ver genoeg terug in de tijd kan kijken dan mag je op een gegeven moment kosmische gaswolken verwachten die tekenen vertonen van de eigenaardige verhouding tussen elementen die door de eerste sterren zijn gemaakt. Als we nog verder terugkijken dan zijn we uiteindelijk getuige van het verdwijnen van de meeste elementen en het opkomen van oorspronkelijk gas.

Astronomen hebben lang gebruikgemaakt van quasars om meer te leren over de chemische samenstelling van kosmisch gas in de tijd om zo te zien hoe verschillende generaties sterren hun omgeven verrijkten met elementen.

Astronomen vonden de oude gaswolk toen ze met behulp van de Magelhan telescoop van de Las Campanas sterrenwacht in Chili een inventarisatie maakten van erg ver verwijderde quasars.

Omdat het gas zich bevindt tussen de quasar P138+05 en de Aarde moet het enorm heldere licht van de quasar door de gaswolk heen reizen en dat maakte het voor astronomen mogelijk om de chemische samenstelling van de wolk te onderzoeken.

Het team ontdekte dat de chemische samenstelling van de wolk behoorlijk modern was en niet zo primitief als ze verwachten als die gedomineerd zou zijn door de eerste sterren.

Ofschoon de wolk slechts ongeveer 850 miljoen jaar na de Oerknal is ontstaan is de hoeveelheid van de chemische elementen al net zo hoog als wordt gezien in kosmische gaswolken die verschillende miljarden jaren later ontstonden.

Blijkbaar was de eerste generatie sterren al verdwenen toen deze gaswolk ontstond. Het toont aan dat het heelal na de Oerknal snel werd overstroomt door de chemische producten van latere generaties sterren, zelfs al voordat de meeste van de momenteel aanwezige sterrenstelsels ontstonden

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift “the Astrophysical Journal”.

Artikel: Eduardo Bañados et al. 2019. A Metal-poor Damped Lyα System at Redshift 6.4. ApJ 885, 59;

Eerste publicatie: 12 november 2019
Bron: SciNews en anderen