Het is waarschijnlijk dat oerstelsels de periode in de geschiedenis van het universum hebben veroorzaakt die bekend staat als 'kosmische reïonisatie'. De in Genève woonachtige astronoom Anne Verhamme is erin geslaagd dit aan te tonen door groene erwtenstelsels te bestuderen. Als erkenning voor dit werk, de SNSF reikt haar dit jaar op 16 september 2019 de Marie Heim-Vögtlin-prijs uit.

Na de oerknal zo'n 14 miljard jaar geleden, het heelal koelde geleidelijk af, waardoor elektronen en protonen samensmelten om waterstofatomen te vormen. Dit was het begin van de donkere middeleeuwen van het universum, die duurde tot de eerste sterren werden gevormd. Deze sterren moeten grote hoeveelheden ultraviolette straling hebben uitgestraald die in staat was om de waterstofatomen te ioniseren, omdat astronomen zagen dat elektronen en protonen een miljard jaar na de oerknal weer uit elkaar gingen. Dit is wat we de kosmische reïonisatieperiode noemen.

Succesvolle nieuwe meettechniek

Voor een lange tijd, astronomen konden niet verklaren waar de krachtige UV-straling die nodig was voor re-ionisatie vandaan kwam. De meeste waargenomen sterrenstelsels zenden geen ioniserende fotonen uit en de weinige bekende uitzonderingen zenden te weinig uit om het heelal geïoniseerd te houden.

Anne Verham, hoogleraar astronomie aan de Universiteit van Genève, stelde voor dat groene erwtensterrenstelsels - een nieuw type sterrenstelsel dat tien jaar geleden werd ontdekt - waarschijnlijk grote hoeveelheden ioniserende fotonen uitzenden. Deze veronderstelling was gebaseerd op de zeer specifieke eigenschappen van de straling die wordt uitgezonden door de waterstofatomen in deze sterrenstelsels, bekend als Lyman-alfa-straling. Astronomen geloven dat groene-erwtenstelsels lijken op oerstelsels omdat ze extreem compact zijn, creëren hun eerste generaties sterren, en zijn nog steeds rijk aan gas.

Met behulp van gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop, Anne Verhamme en een internationaal team van medewerkers konden aantonen dat groene erwtensterrenstelsels inderdaad grote hoeveelheden ioniserende fotonen uitstoten. Als groene erwten analoog zijn aan oerstelsels, het lijkt zeer waarschijnlijk dat het sterrenstelsels waren die de reïonisatie van het universum meer dan 13 miljard jaar geleden veroorzaakten.