Image default

Door iets níét te detecteren, zijn astronomen meer te weten gekomen over de eerste sterrenstelsels

Met behulp van gegevens van de Indiase SARAS3-radiotelescoop is een onderzoeksteam onder leiding van promovendus Harry Bevins van de Universiteit van Cambridge meer te weten gekomen over de kenmerken van de eerste sterren en sterrenstelsels in het zeer vroege heelal (Nature Astronomy).

eerste sterrenstelsels
(Image Credit: Harley Katz/University of Oxford)

Paradoxaal genoeg ontlenen de onderzoekers hun nieuwe inzichten aan het feit dat het signaal waarnaar zij zochten, de zogeheten 21-centimeterlijn van waterstof, níét werd gevonden.
Dankzij deze non-detectie kunnen ze beperkingen opleggen aan de eerste sterrenstelsels die 200 miljoen jaar na de oerknal hebben bestaan.
Hoewel we deze vroege sterrenstelsels nog niet rechtstreeks kunnen waarnemen, helpen de nieuwe resultaten ons begrijpen hoe het heelal is veranderd van een grotendeels lege ruimte naar een heelal vol sterren.
Inzicht in het vroege heelal, toen de eerste sterren en sterrenstelsels werden gevormd, is een van de belangrijkste doelstellingen van de nieuwe grote sterrenwachten die in aanbouw zijn.
Een daarvan, de Square Kilometre Array (SKA) die tegen het einde van dit decennium bedrijfsklaar moet zijn, zal waarschijnlijk opnamen kunnen maken van het vroege heelal, maar voor de huidige telescopen bestaat de uitdaging erin het kosmologische signaal van de eerste sterren te detecteren, zoals dat door dichte wolken van waterstofgas wordt heruitgezonden.
Dit radiosignaal, de 21-centimeterlijn, wordt geproduceerd door waterstofatomen in het vroege heelal.
Anders dan de recent gelanceerde Webb-ruimtetelescoop, waarmee individuele sterrenstelsels in het vroege heelal rechtstreeks in beeld kunnen worden gebracht, kan het onderzoek van de 21-centimeterlijn met radiotelescopen ons iets vertellen over hele populaties van nóg vroegere sterrenstelsels.
Om dit signaal te detecteren, zoeken astronomen naar radiostraling van waterstofatomen in het vroege heelal, die is beïnvloed door het licht van de eerste sterren en de straling achter de ‘waterstofmist’. Eerder dit jaar hebben dezelfde onderzoekers een methode ontwikkeld waarmee zij naar eigen zeggen door deze mist heen kunnen kijken en licht van de eerste sterren kunnen detecteren.
Sommige van deze technieken zijn bij het huidige onderzoek al in de praktijk gebracht.
In 2018 heeft een andere onderzoeksgroep, die het zogeheten EDGES-experiment uitvoert, een resultaat gepubliceerd dat hintte op een mogelijke detectie van dit vroegste licht.
Tot nu toe is het echter niet gelukt om dit resultaat te bevestigen, en recente SARAS3-gegevens lijken het te ondergraven.
Bij hun nieuwe analyse van de SARAS3-gegevens heeft het team van Bevins en collega’s verschillende astrofysische scenario’s getest die het EDGES-resultaat zouden kunnen verklaren, maar daarbij geen overeenkomstig signaal gevonden.
Wel kon het team enkele beperkingen opleggen aan de eigenschappen van de eerste sterren en sterrenstelsels.
Het onderzoek sluit met name die scenario’s uit waarin, zoals het EDGES-experiment suggereerde, de vroegste sterrenstelsels op radiogolflengten meer dan duizend keer zo helder waren als de huidige sterrenstelsels, maar slechts matige opwarmers van waterstofgas.
De gegevens onthullen ook iets waarop al eerder is gezinspeeld, namelijk dat de eerste sterren en sterrenstelsels een meetbare bijdrage kunnen hebben geleverd aan de kosmische achtergrondstraling, die een overblijfsel is van de oerknal. (EE)
(Image Credit: Harley Katz/University of Oxford)

Ook interessant

NIRISS-instrument van Webb-ruimtetelescoop is offline gegaan

stipmedia

China bereidt dubbele missie naar planetoïde en komeet voor

stipmedia

Superzware zwarte gaten stillen hun honger met intergalactisch gas

stipmedia

Ruim 7,5 kilogram zware meteoriet gevonden op Antarctica”

stipmedia

Miljarden objecten te zien op enorme Melkweg-survey

stipmedia

Actieve galactische kernen produceren meer energie dan gedacht

stipmedia