Astronomen hebben mogelijk de chemische overblijfselen ontdekt van een van de eerste sterren die het heelal hebben verlicht.
Bij waarnemingen van een verre quasar met de Gemini-telescoop op Hawaï hebben ze een ongebruikelijk mengsel van elementen opgespoord dat alleen afkomstig kan zijn van het puin dat is achtergebleven na de catastrofale explosie van een ‘oerster’ met driehonderd keer zoveel massa als onze zon.
De allereerste sterren werden waarschijnlijk gevormd toen het heelal nog maar 100 miljoen jaar oud was – ruim honderd keer zo jong als nu.
Deze sterren, die bekendstaan als Populatie III, hadden zo kolossaal veel massa dat ze, toen ze uiteindelijk een supernova-explosie ondergingen, de interstellaire ruimte verrijkten met een karakteristiek mengsel van zware elementen.
Bij het analyseren van het licht van een van de verste quasars hebben astronomen nu echter gaswolken met een heel ongebruikelijke samenstelling ontdekt.
In vergelijking met onze zon bevatten ze meer dan tien keer zoveel ijzer als magnesium.
De onderzoekers denken dat de meest waarschijnlijke verklaring voor deze afwijkende samenstelling is dat het materiaal afkomstig is van een zogeheten paarinstabiliteitssupernova.
Zo’n extreem krachtige supernova-explosie treedt op wanneer fotonen in het hart van een ster van 150 tot 250 zonsmassa’s spontaan in elektronen en positronen (de positief geladen tegenhangers van elektronen) veranderen. Deze omzetting vermindert de stralingsdruk in de ster, waardoor deze onder invloed van zijn eigen zwaartekracht ineenstort en vervolgens explodeert.
Anders dan bij ‘normale’ supernova’s blijven bij deze kolossale explosies geen stellaire restanten achter, zoals een neutronenster of een zwart gat.
Al het stermateriaal wordt over de omgeving verspreid. Er kan daardoor slechts op twee manieren bewijs voor deze bijzondere supernova-explosies worden gevonden: via een rechtstreekse waarneming (hoogst onwaarschijnlijk) of – zoals nu is gebeurd – door het opsporen van het materiaal dat de zware ster heeft uitgestoten.
Astronomen zijn al jaren op zoek naar dit karakteristieke materiaal. En bij onderzoek van sterren in de halo, het buitenste deel, van ons Melkwegstelsel hebben ze in 2014 ook mogelijke sporen ervan ontdekt.
Maar de signatuur die Yuzuru Yoshii en Hiroaki Sameshima van de Universiteit van Tokio nu bij de verre quasar hebben opgespoord is duidelijker. (EE)
(Image Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine)
