VLT detecteert chemische kenmerken van de eerste sterren in het heelal in verre gaswolken
Astronomen hebben met behulp van de Very Large Telescope van de ESO drie verre gaswolken gedetecteerd waarvan de chemische samenstelling overeenkomt met wat ze verwachten van de eerste stellaire explosies. Deze bevindingen brengen ons een stap dichter bij het begrijpen van de aard van de eerste sterren die ontstonden na de Oerknal.
Astronomen denken dat de eerste sterren die in het heelal ontstonden – ook bekend als Populatie III-sterren – heel anders waren dan de sterren die we nu zien.
Toen ze 13,5 miljard jaar geleden verschenen, bevatten ze alleen waterstof en helium, de eenvoudigste chemische elementen in de natuur.
Deze sterren, waarvan men dacht dat ze tientallen of honderden keren zwaarder waren dan onze Zon, stierven snel in krachtige supernova-gebeurtenissen, waardoor het omringende gas voor het eerst werd verrijkt met zwaardere elementen.
Latere generaties sterren werden geboren uit dat verrijkte gas en stootten op hun beurt zwaardere elementen uit toen ook zij stierven.
Voor de allereerste keer waren astronomen nu in staat om de chemische sporen van de explosies va de eerste sterren in zeer verre gaswolken te identificeren.
Met behulp van gegevens van de Very Large Telescope vonden de onderzoekers drie zeer verre gaswolken, gezien toen het heelal slechts 10-15% van zijn huidige leeftijd was, en met een chemische vingerafdruk die overeenkomt met wat ze verwachten van de explosies van de eerste sterren.
Afhankelijk van de massa van deze vroege sterren en de energie van hun explosies, lieten deze eerste supernova’s verschillende chemische elementen vrij, zoals koolstof, zuurstof en magnesium, die aanwezig zijn in de buitenste lagen van sterren.
Maar sommige van deze explosies waren niet krachtig genoeg om zwaardere elementen zoals ijzer te maken, dat alleen in de kernen van sterren is te vinden.
Om te zoeken naar het veelbetekenende signaal van deze allereerste sterren die explodeerden als supernova’s met lage energie, zochten de astronomen daarom naar verre gaswolken die arm waren aan ijzer maar rijk aan andere elementen.
En ze vonden precies dat: drie verre wolken in het vroege heelal met heel weinig ijzer maar veel koolstof en andere elementen – de vingerafdruk van de explosies van de allereerste sterren.
Hun ontdekking opent nieuwe wegen om indirect de aard van de eerste sterren te bestuderen, een volledige aanvulling op onderzoeken van sterren in ons eigen sterrenstelsel, aldus de onderzoekers.
De resultaten werden in de Astrophysical Journal gepubliceerd.
Artikel: Andrea Saccardi et al. 2023. Evidence of First Stars-enriched Gas in High-redshift Absorbers. ApJ 948, 35; doi: 10.3847/1538-4357/acc39f
Eerste publicatie: 5 mei 2023
Bron: sci-news
