Met behulp van de Europese Very Large Telescope (VLT) heeft een team van astronomen voor het eerst de chemische ‘vingerafdrukken’ ontdekt die zijn achtergelaten door de explosies van de eerste sterren in het heelal (The Astrophysical Journal).
Wetenschappers denken dat de eerste sterren in het heelal heel anders waren dan de huidige.
Toen ze 13,5 miljard jaar geleden op het kosmische toneel verschenen, bevatten ze alleen waterstof en helium, de eenvoudigste chemische elementen in de natuur.
Deze oersterren, waarvan wordt aangenomen dat ze tientallen of honderden keren zoveel massa hadden als onze zon, kwamen al snel aan hun einde bij hevige explosies die supernova’s worden genoemd.
Daarbij verrijkten zij het omringende gas voor het eerst met zwaardere elementen.
Uit dit verrijkte gas werden latere generaties sterren geboren, die op hun beurt ook weer zwaardere elementen uitstootten toen zij stierven.
Hoewel de oersterren allang zijn verdwenen, kunnen astronomen toch meer over hen te weten komen.
Ze laten zich indirect onderzoeken door de chemische elementen te detecteren die zij na hun dood in hun omgeving hebben verspreid.
Afhankelijk van de massa’s van deze vroege sterren en de energie van hun explosies, kwamen bij hun uiteindelijke supernova’s verschillende chemische elementen vrij, zoals koolstof, zuurstof en magnesium, die in de buitenste lagen van sterren voorkomen.
Maar sommige van deze explosies waren niet krachtig genoeg om nog zwaardere elementen zoals ijzer, dat alleen in de kernen van sterren voorkomt, over hun omgeving te verspreiden.
Omdat de aanwezigheid van ijzer in de resulterende gaswolken het moeilijk zou maken om er zeker van te zijn dat het materiaal echt ongerept was, heeft het team alleen naar verre gaswolken gezocht die arm zijn aan ijzer, maar rijk aan de overige elementen: de overblijfselen van laagenergetische supernova-explosies.
En met succes: ze ontdekten 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.
De drie verre gaswolken die nu met de VLT zijn opgespoord, nemen we waar op een moment dat het heelal nog maar tien tot vijftien procent van zijn huidige leeftijd had.
Om deze verre gaswolken op te sporen en te bestuderen, hebben de astronomen gebruik gemaakt van kosmische lichtbakens die quasars worden genoemd.
Dat zijn zeer heldere bronnen die worden aangedreven door superzware zwarte gaten in de centra van verre sterrenstelsels.
Tijdens zijn reis door het heelal passeert het licht van een quasar gaswolken die elk hun eigen chemische vingerafdruk in het quasarlicht achterlaten.
Om deze chemische vingerafdrukken op te sporen, analyseerde het team gegevens van verschillende quasars die zijn waargenomen met het X-shooter-instrument van de VLT. X-shooter splitst licht in een extreem breed scala van golflengten, oftewel kleuren, wat hem heel geschikt maakt voor het identificeren van tal van chemische elementen in verre gaswolken. (EE) (Image Credit: ESO/L. Calçada, M. Kornmesser)
