Astronomen hebben met de James Webb Space Telescope voor het eerst tekenen van koolstofrijke stofdeeltjes gevonden in sterrenstelsels uit de tijd dat het heelal nog maar een miljard jaar oud was. Tot nu toe waren zulke deeltjes alleen nog gevonden in sterrenstelsels dichter bij huis – minder ver terug in de tijd – waar de sterren al een veel langere tijd hadden gehad om die deeltjes te produceren. De koolstofdeeltjes in de jonge stelsels vereisen een ander en sneller productieproces. Joris Witstok en collega’s observeerden een grote groep verre sterrenstelsels die in samenwerking met de Hubble Space Telescope waren opgespoord. In één van die stelsels werd in het nabij-infrarood een absorptieband gevonden die op de aanwezigheid van veel koolstofrijkstof wees. Het ging om een stelsel van magnitude 29 met een roodverschuiving van z = 6,7, daterend uit de tijd dat het heelal ongeveer 800 miljoen jaar oud was. De Webb-telescoop hield het stelsel, JADES-GS-z6, 28 uur lang in het vizier.
Een soortgelijke absorptie werd daarna in nog een tiental andere verre sterrenstelsel gevonden. Tot nu toe was deze absorptie alleen waargenomen in sterrenstelsels dichter bij huis die al vier miljard jaar of nog ouder zijn, en ook in ons eigen Melkwegstelsel. Deze absorptie wordt daar toegeschreven aan twee verschillende soorten koolstofrijke stoffen, te weten polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAH’s) en nanometer-grote grafietkorrels. De koolstofverbindingen in deze oudere sterrenstelsels absorberen het sterlicht op een gollengte van 217,5 nanometer.
Die in de nu waargenomen jongere stelsels doen dat echter op 226,3 nanometer. Dat geringe verschil wijst
volgens de astronomen op een iets ander mengsel van koolstofrijke deeltjes. Zij denken hierbij aan minuscule grafiet- en diamantachtige deeltjes, dus zonder de PAH’s. Die zouden geproduceerd kunnen zijn door de allereerste sterren in het heelal, zoals Wolf-Rayetsterren, en supernova’s. De eerste leiden een relatief kort leven en worden dan extreem heet, waardoor ze snel veel koolstof kunnen produceren. En van supernova’s is op grond van theoretisch onderzoek gesuggereerd dat zij tijdens hun explosie ook diamantachtige deeltjes kunnen voortbrengen. (GB/Nature 621, blz. 267) (Image Credit: Wikipedia; bewerking: Mat Drummen)
