Waarnemingen met de Spitzer-ruimtetelescoop hebben laten zien dat sommige van de vroegste sterrenstelsels in het heelal helderder zijn dan verwacht.
Deze overdaad aan licht is een nevenproduct van de grote hoeveelheden energierijke straling die de stelsels afgeven.
De onderzochte stelsels, 135 in getal, bestonden al toen het heelal nog geen miljard jaar oud was, dus ongeveer 13 miljard jaar geleden.
Uit de waarnemingen blijkt dat de stelsels op twee specifieke infraroodgolflengten aanzienlijk intenser straalden dan waarop vooraf was gerekend.
Dat dit verschijnsel bij zo’n grote steekproef van vroege sterrenstelsels is waargenomen bewijst dat het niet om incidentele gevallen gaat.
De infraroodstraling die met Spitzer is vastgelegd ontstaat door de interactie van energierijke straling met waterstof- en zuurstofmoleculen in de sterrenstelsels.
Daaruit kan worden afgeleid dat deze stelsels werden gedomineerd door jonge, zware sterren die naast waterstof en helium ook ‘zware’ elementen (zoals stikstof, koolstof en zuurstof) bevatten, maar wel in veel geringere hoeveelheden dan de sterren die in de huidige sterrenstelsels worden aangetroffen.
Deze sterren waren niet de allereerste sterren die zijn gevormd, die bestonden uitsluitend uit waterstof en helium, maar desalniettemin bieden ze een kijkje in het vroege heelal.
Wanneer de eerste sterren zijn ontbrand is nog onzeker, maar er zijn aanwijzingen dat dit tussen de 100 miljoen en 200 miljoen jaar na de oerknal is gebeurd.
Op dat moment was het heelal gevuld met neutraal waterstofgas dat zich begon samen te voegen tot sterren, die op hun beurt de eerste sterrenstelsels zouden vormen.
Ongeveer een miljard jaar na de oerknal trok deze ‘mist’ van waterstof op doordat het alomaanwezige neutrale waterstof werd geïoniseerd, wat wil zeggen dat de waterstofatomen hun elektronen kwijtraakten.
Dat gebeurde onder invloed van energierijke vormen van straling, zoals ultraviolette straling, röntgenstraling en gammastraling.
De grote vraag is wat die grootschalige ionisatie kan hebben veroorzaakt.
De recent in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society gepubliceerde resultaten van de Spitzer-waarnemingen geven daar nog geen uitsluitsel over.
Het kan zijn dat de straling afkomstig was van individuele sterren of van reusachtige sterrenstelsels.
Maar dat waren dan wel heel andere sterren en sterrenstelsels dan we nu kennen.
Een andere mogelijkheid is dat de ionisatie is veroorzaakt door straling afkomstig van enorme hoeveelheden hete materie die om de superzware zwarte gaten in kernen van sterrenstelsels kolkten. (EE)
