Meest verre ster ooit gezien, slechts 4,4 miljard jaar na de Oerknal

De ontdekking van LS1
Deze compositie opname toont de ontdekking van de meest verre ster ooit met behulp van de NASA/ESA Hubble Space Telescope. Credit: NASA & ESA and P. Kelly (University of California, Berkeley)

In 1990 werd de Hubble Space Telescope in een zogenoemde Lage Baan om de Aarde gebracht en sinds die tijd is het een van de beroemdste sterrenwachten in de ruimte die ons heeft geholpen om vele geheimen van het heelal te ontdekken. Ondanks de ontwikkeling van verschillende andere ruimtetelescopen zoals de Kepler Space Telescope, de Chandra röntgentelescoop en de Spitzer Space Telescope blijft de Hubble verrassende ontdekkingen doen.

Zo heeft een team van astronomen onlangs met behulp van de Hubble de meest verre ster ooit ontdekt. Deze hete blauwe ster bevindt zich in een cluster van sterrenstelsels en bestond al 4,4 miljard jaar na de Oerknal. De ontdekking van deze ster levert mogelijk nieuwe inzichten op over het ontstaan en de evolutie van sterren en clusters van sterrenstelsels in het jonge heelal en mogelijk ook over de aard van de donkere materie zelf.

De ontdekking is gedaan door een internationaal team van astronomen die in april 2016 de verre ster in de cluster van sterrenstelsels met de naam MAC5 J1149-2223 vonden toen ze de supernova heic1525 bestudeerden. Deze supernova word took wel SN Refsdal genoemd.

Ze gebruikten de techniek van gravitationele microlensing om het licht van de supernova te versterken en daarbij ontdekten ze onverwachts een puntbron in hetzelfde sterrenstelsel. Net als het licht van de supernova werd het licht van de verre ster versterkt. De ster bevindt zich minimaal 100 maal verder weg dan de volgende individuele ster de astronomen kunnen bestuderen, uitgezonderd supernova-explosies.

Het licht van de ster LS1 (Lensed Star 1) werd ongeveer 4,4 miljard jaar na de Oerknal uitgezonden. Dit licht was alleen zichtbaar met behulp van het microlensing effect dat werd veroorzaakt door de massa van de cluster van sterrenstelsels en een compact object met de massa van ongeveer 3 zonsmassa in het sterrenstelsel zelf. Dit zorgde ervoor dat het licht van de ster met een factor 2000 werd versterkt.

Het team realiseerde zich dat het niet de eerste keer was dat de ster werd waargenomen. Tijdens een eerdere waarneming van de cluster van sterrenstelsels in oktober 2016 werd de ster ook al vastgelegd maar niet herkend.

Na het vinden van de ster werd opnieuw de Hubble ingeschakeld om spectra van de ster LS1 te verkrijgen en daaruit kon men bepalen dat het LS1 een ster van spectraalklasse B was. Dit zijn hele heldere en hete sterren met een massa van verscheidene zonsmassa’s. Uitgaande van de leeftijd van de ster is de ontdekking van LS1 al een geval apart. Tegelijkertijd zal de ontdekking van de ster astronomen kunnen helpen bij het verkrijgen van nieuwe inzichten over de cluster van sterrenstelsels zelf.

De onderzoekers wisten dat de microlensing werd veroorzaakt door een ster, een neutronenster of een stellair zwart gat. De ontdekking van LS1 maakt het ook mogelijk om deze objecten (voor zover ze zichtbaar zijn) te bestuderen en te schatten hoeveel van deze objecten er voorkomen in de cluster.

Clusters van sterrenstelsels zijn de grootste structuren die we in het heelal kennen en daar meer over te weten komen zal astronomen helpen om meer te weten te komen over de samenstelling van het heelal waaronder ook de rol die donkere materie speelt in de evolutie van het heelal.

Als donkere materie voor minstens een gedeelte bestaat uit zwarte gaten met een lage massa, zoals onlangs werd voorgesteld in een ander onderzoek, dan zou dit aan de lichtcurve van LS1 herkenbaar moeten zijn. Echter de waarnemingen van LS1 wijzen daar niet op. Volgens de onderzoekers zijn er geen aanwijzingen gevonden dat een groot deel van de donkere materie bestaat uit zwarte gaten met een massa van ongeveer 30 zonsmassa.

Met de aanstaande generatie nieuwe telescopen, zoals de James Webb Space Telescope, hopen astronomen veel meer te leren over de eerste sterren i het heelal. Dan zullen ze ook veel meer leren over de evolutie van het heelal in de afgelopen 10 miljard jaar en te weten komen welke rol donkere materie daarin heeft gespeeld. In de tussentijd blijft de Hubble Space Telescope een belangrijke rol spelen in de ontwikkeling van onze kennis over het heelal.

Meer leren: Hubble Space Telescope

 

Eerste publicatie: 9 april 2018
Bron: universetoday, NASA/ESA/Hubble