Ons complexe universum - boordevol sterrenstelsels, zwarte gaten en quasars - verscheen niet alleen na de oerknal. Tientallen miljoenen jaren lang was het universum een donkere uitgestrektheid, vol met geïoniseerd waterstof en helium. Maar op een gegeven moment - onderzoekers weten niet precies wanneer - ontstaken deze wervelende gassen de eerste sterren. Het is een periode die bekend staat als Cosmic Dawn.
Nu, zoals Jonathan Amos bij de BBC rapporteert, hebben wetenschappers sporen van enkele van die eerste sterren gevonden, wat suggereert dat ze ongeveer 250 miljoen jaar na de oerknal tot leven knipogen.
Zoals Ethan Siegal bij Forbes meldt, zijn onze huidige generatie telescopen, zoals de Hubble Space Telescope, gewoon niet uitgerust om in de diepste diepten van ruimte en tijd te turen. Het oudste en verste melkwegstelsel dat direct wordt gedetecteerd, is GNZ-11, dat slechts 400 miljoen jaar na de oerknal werd gevormd. Maar wetenschappers geloven dat de eerste sterren ergens tussen 380.000 jaar na de oerknal en de opkomst van vroege sterrenstelsels zoals GNZ-11 begonnen te knipperen.
Veel astronomen hebben de hypothese dat de eerste sterren ongeveer 200 miljoen jaar na de oerknal oplichten. Maar we hebben niet met succes een glimp van deze sterren opgevangen. Na miljarden jaren reizen verschuift hun licht naar het infrarode uiteinde van het spectrum, waardoor het moeilijker te detecteren is zonder speciaal uitgeruste IR-telescopen. En de vroegste sterren zijn vaak gehuld in een soep van neutrale deeltjes die hun zwakke flikkeringen absorberen.
Daarom vertrouwde een internationaal team van astronomen voor deze nieuwe studie in het tijdschrift Nature op indirect bewijs, in plaats daarvan op zoek naar handtekeningen van zuurstof en helium - elementen die alleen in de kern van sterren kunnen worden gemaakt.
Zoals Amos uitlegt, richtten de onderzoekers hun blik op het sterrenstelsel MACS1149-JD1, dat miljarden lichtjaren verwijderd ligt, met behulp van twee aardgebonden telescopen: de Atacama Large Millimeter / Submillimetre Array (Alma) en de Very Large Telescope (VLT van de European Southern Observatory) ).
Ze ontdekten dat de groei van het universum dat licht over miljarden jaren verschuift. En door die verschuiving te analyseren, ontdekten onderzoekers de leeftijd van de zuurstof- en waterstofhandtekeningen, hoewel ze de melkweg niet direct kunnen zien.
Richard Ellis, professor in de astrofysica aan het University College London en co-auteur van de studie, vertelt Amos dat deze zuurstof een roodverschuiving heeft van 9.1. “Dat betekent dat het heelal negen tot tien keer is uitgebreid sinds het licht dit object verliet. We kijken ongeveer 97 procent terug naar de oerknal [13, 8 miljard jaar geleden] toen het universum slechts ongeveer 500 miljoen jaar oud was ', zegt hij.
Volgens een persbericht gebruikte het team vervolgens infraroodspectroscopie van NASA's Spitzer en Hubble Space Telescope om de helderheid van JD1 te bekijken. Met behulp van die helderheid en het beste model voor sterontwikkeling konden ze de leeftijd van de sterren in JD1 afleiden.
"Dat geeft ons een indicatie van hoeveel eerder in de geschiedenis van het universum - dat we momenteel niet kunnen onderzoeken met onze telescopen - dat dit object daadwerkelijk is gevormd, " vertelt Ellis aan Amos. "En we zien dat dit sterrenstelsel zijn sterren heeft gevormd toen het universum slechts 250 miljoen jaar oud was, wat overeenkomt met 2 procent van de huidige leeftijd van het universum."
Hoewel het een goed begin is, kost het nog wat extra vuurkracht om nog verder in ruimte en tijd te turen. De James Webb Space Telescope, waarvan de lancering is vertraagd van 2018 tot 2020, zal worden uitgerust met sensoren waarmee hij infraroodsterrenlicht kan bekijken en de waas van het vroege universum kan binnendringen, waardoor we misschien direct het eerste sterrenlicht kunnen waarnemen.
"Bepalen wanneer kosmische dageraad plaatsvond, is verwant aan de" Heilige Graal "van kosmologie en melkwegvorming, " zegt Ellis in een ander persbericht. Met deze nieuwste studie, zegt hij, “is er een hernieuwd optimisme dat we steeds dichterbij komen en direct de geboorte van sterrenlicht zien. Omdat we allemaal gemaakt zijn van verwerkt stellair materiaal, is dit echt onze eigen oorsprong aan het vinden. ”
