Er zijn signalen gedetecteerd van sterren die slechts 180 miljoen jaar na de oerknal zijn geboren.
Wat waren deze eerste sterren, hoe en wanneer zijn ze ontstaan? Hoe hebben ze de rest van het universum beïnvloed? Dit zijn vragen waar astronomen en astrofysici in de loop der jaren over hebben nagedacht.
Er wordt aangenomen dat het universum lang geleden, ongeveer 400.000 jaar na de oerknal, donker was. Er waren geen sterren of melkwegstelsels, en de ruimte was gevuld met neutraal waterstofgas. Daarna, gedurende de volgende 50-100 miljoen jaar, verzamelde de zwaartekracht langzaam dichte gaswolken, die uiteindelijk begonnen in te storten en sterren vormden. Maar nu lijkt het erop dat de geschiedenis zal moeten worden herschreven.
In een nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, meldt een internationaal team van wetenschappers de detectie van signalen van sterren die slechts 180 miljoen jaar na de oerknal zijn geboren.
“De ontdekking, waar we al 12 jaar naar streven, was een grote technische doorbraak. Een kleine radioantenne in de woestijn heeft verder gekeken dan de krachtigste ruimtetelescopen en opent voor ons een nieuw venster op het vroege universum. In de studie moesten we de ruis scheiden van het echte signaal, dat in sommige gevallen duizend keer zwakker was dan interferentie. Het is alsof je probeert het geluid te horen van een kolibrie die midden in een orkaan fladdert”, zegt Peter Kurczynski, een onderzoeker van de National Science Foundation die aan het onderzoek deelnam.
Aangenomen wordt dat de eerste sterren enorm waren en zeer snel stierven. Hoewel ze veel ultraviolet licht uitzonden, zijn ze te zwak voor huidige telescopen zoals de Hubble. Maar astronomen suggereerden dat deze eerstgeborenen indirect konden worden aangegeven door dalingen in de kosmische achtergrondstraling - het nagloeien van de oerknal, die 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond. Deze dips zorgen voor een duidelijk radiosignaal dat geassocieerd wordt met de absorptie van achtergrondstraling door het waterstofgas.
Een bijgewerkte tijdlijn van het heelal met sterren die 180 miljoen jaar na de oerknal zijn geboren. Krediet: NRFuller, National Science Foundation.
Om de handtekeningen van de eerste sterren in het universum te vinden, gebruikte het team een op de grond gebaseerde radiospectrometer van het Murchison Radio Astronomy Observatory in West-Australië. Na een jaar detectorkalibratie vonden de onderzoekers wat ze zochten. Ze detecteerden een signaal met een frequentie van 78 MHz, dat volgens theoretici in het bereik ligt dat hoort bij stervorming 180 miljoen jaar na de geboorte van het heelal.
Promotie video:
Onverwachte resultaten
De resultaten van het uitgevoerde experiment bevestigen de theoretische aannames die de geboortetijd van de eerste sterren en hun belangrijkste eigenschappen beschrijven, maar ze roepen nieuwe vragen op.
De studie toonde aan dat het gas in het universum veel kouder was dan verwacht - ongeveer -270 graden Celsius. Dit suggereert dat ofwel astrofysici iets belangrijks missen, ofwel dat dit het eerste bewijs kan zijn van niet-standaard fysica, in het bijzonder de interactie van baryonen (normale materie) met donkere materie in het jonge universum.
"We hebben misschien iets nieuws en fundamenteels geleerd over de mysterieuze donkere materie, die 85 procent van alle materie in het universum uitmaakt, en kregen een eerste blik op natuurkunde buiten het standaardmodel", concludeerde Judd Bowman, hoofdauteur van de studie aan de Arizona State University. VS).
Roman Zakharov
