Eerste sterren in de kosmos laten van zich horen

Mogelijk baanbrekende observaties suggereren dat de eerste sterren, die 180 miljoen jaar na de Oerknal ontstonden, in een opvallend koud heelal schenen.

Astronomen hebben een signaal van de eerste sterren opgevangen. Daaruit blijkt dat ze 180 miljoen jaar na de Oerknal aan het firmament verschenen, zo schrijven onderzoekers in het blad Nature. Als je weet dat de kosmos zo’n 13,8 miljard jaar oud is, dan betekent dat dat de eerste sterren negen miljard jaar oplichtten voor onze eigen Zon het levenslicht zag.

Wetenschappers zoeken al decennia lang naar bewijzen van de eerste populatie sterren in de kosmos. Die zouden gegroeid zijn uit het koude waterstof dat de uitgestrekte leegte na de Oerknal vulde. De eerste sterren waren waarschijnlijk chaotische reuzen die kort, maar krachtig leefden voor ze explodeerden en het universum bevruchtten met alle chemische elementen die nodig zijn voor leven.

Met de huidige technologie kunnen we deze oudjes niet rechtsreeks zien, maar volgens wetenschappers kunnen we wel een onrechtstreeks bewijs van hun activiteit waarnemen. Hun ultraviolet licht moet wellicht de structuur van de waterstofwolken rond hen veranderd hebben, waardoor het gas de kosmische achtergrondstraling kon absorberen en een soort donkere vingerafdruk achterlaten. De uitdaging voor de astronomen is dan ook om deze vingerafdruk tussen alle andere signalen op te pikken.

Tweemaal baanbrekend

Hoewel de observatie met een kleine radiotelescoop in Australië van dit signaal vraagt om bevestiging door andere instrumenten en andere teams van wetenschappers, is het onderzoek mogelijk baanbrekend omdat het de eerste keer is dat onderzoekers zo nauwkeurig hebben kunnen vaststellen wanneer de eerste sterren in het universum het levenslicht zagen en het kosmisch ontwaken begon.

De intensiteit van de waargenomen signalen laat bovendien veronderstellen dat het universum veel sneller is afgekoeld dan gedacht. Dit kan leiden tot het herzien van de kosmologische modellen. Een van de mogelijke redenen voor de snelle afkoeling is dat het waterstofgas in contact kwam met zogenaamde ‘donkere materie’. Dat betekent dus dat er tegelijk ook nieuw en onverwacht bewijs zou kunnen zijn voor over het bestaan en de aard van donkere materie, wat als een tweede baanbrekende ontdekking kan beschouwd worden indien ze bevestigd wordt door onafhankelijke observatoria.

Daarmee komen we bij het tweede mysterie in de astronomie: donkere materie. Zo’n 80 procent van het universum bestaat uit een mysterieuze vorm van materie die geen licht uitstraalt of absorbeert, waardoor het onmogelijk te zien is. Deze zogenaamde donkere materie lijkt een aantrekking uit te oefenen op de verlichte objecten in het universum (een indirect bewijs voor het bestaan van donkere materie), al weet niemand wat donkere materie precies is en hoe het werkt.

‘Het vinden van dit minuscuul signaal heeft een nieuw venster geopend op het vroege universum’, zegt Judd Bowman van de Arizona State University, een van de onderzoekers. ‘Het is onwaarschijnlijk dat we in ons leven nog vroeger in de geschiedenis van de sterren zullen kunnen kijken.’

‘De klaarblijkelijke detectie van de signatuur van de eerste sterren in het universum zal een revolutionaire ontdekking zijn als zij de (tand des) tijd doorstaat’, zei een ‘opgetogen’ Brian Schmidt, winnaar van de Nobelprijs voor Fysica in 2011.