Een groep astronomen van de Universiteit van Texas in Austin heeft ontdekt dat een telescoop-idee dat tien jaar geleden door NASA op de plank werd gelegd, een probleem kan oplossen dat geen enkele andere telescoop kan:het zou in staat zijn om de eerste sterren in het universum te bestuderen. Het team, onder leiding van NASA Hubble Fellow Anna Schauer, zullen hun resultaten publiceren in een aankomend nummer van Het astrofysische tijdschrift .

"Gedurende de geschiedenis van de astronomie, telescopen zijn krachtiger geworden, waardoor we bronnen uit achtereenvolgens eerdere kosmische tijden kunnen onderzoeken - steeds dichter bij de oerknal, " zei professor en teamlid Volker Bromm, een theoreticus die decennia lang de eerste sterren heeft bestudeerd. "De aankomende James Webb Space Telescope [JWST] zal de tijd bereiken waarop sterrenstelsels voor het eerst werden gevormd.

"Maar de theorie voorspelt dat er een nog vroegere tijd was, toen sterrenstelsels nog niet bestonden, maar waar individuele sterren voor het eerst werden gevormd - de ongrijpbare Populatie III-sterren. Dit moment van 'allereerste licht' gaat zelfs de mogelijkheden van de krachtige JWST te boven, en heeft in plaats daarvan een 'ultieme' telescoop nodig."

Deze eerste sterren werden ongeveer 13 miljard jaar geleden gevormd. Ze zijn uniek, geboren uit een mengsel van waterstof- en heliumgassen, en waarschijnlijk tientallen of 100 keer groter dan de zon. Nieuwe berekeningen van Schauer tonen aan dat een eerder voorgestelde faciliteit, een vloeistofspiegeltelescoop die zou werken vanaf het oppervlak van de maan, zou deze sterren kunnen bestuderen. Voorgesteld in 2008 door een team onder leiding van Roger Angel van de Universiteit van Arizona, deze faciliteit werd de Lunar Liquid-Mirror Telescope (LLMT) genoemd.

NASA had tien jaar geleden een analyse gemaakt van deze voorgestelde faciliteit, maar besloot het project niet voort te zetten. Volgens Niv Drory, een senior onderzoekswetenschapper bij het McDonald Observatory van de UT Austin, de ondersteunende wetenschap over de vroegste sterren bestond toen nog niet. "Deze telescoop is perfect voor dat probleem, " hij zei.

De voorgestelde maan-vloeistofspiegeltelescoop, die Schauer de bijnaam "Ultimately Large Telescope, " zou een spiegel met een diameter van 100 meter hebben. Hij zou autonoom opereren vanaf het maanoppervlak, stroom ontvangen van een verzamelstation voor zonne-energie op de maan, en het doorgeven van gegevens aan satelliet in een baan om de maan.

In plaats van gecoat glas, de spiegel van de telescoop zou van vloeistof zijn gemaakt, omdat het lichter is, en dus goedkoper naar de maan te vervoeren. De spiegel van de telescoop zou een draaiend vat met vloeistof zijn, bedekt met een metalen - en dus reflecterende - vloeistof. (Eerdere vloeibare spiegeltelescopen gebruikten kwik.) Het vat zou continu ronddraaien, om het oppervlak van de vloeistof in de juiste paraboloïde vorm te houden om als een spiegel te werken.

De telescoop zou stilstaan, gelegen in een krater op de noord- of zuidpool van de maan. Om de eerste sterren te bestuderen, het zou continu naar hetzelfde stukje lucht staren, om er zoveel mogelijk licht uit te halen.

"We leven in een universum van sterren, Bromm zei. "Het is een belangrijke vraag hoe stervorming vroeg in de kosmische geschiedenis op gang kwam. De opkomst van de eerste sterren markeert een cruciale overgang in de geschiedenis van het heelal, toen de door de oerknal ingestelde oercondities plaats maakten voor een steeds toenemende kosmische complexiteit, uiteindelijk leven brengen op planeten, leven, en intelligente wezens zoals wij.

"Dit moment van het eerste licht ligt buiten de mogelijkheden van huidige of nabije toekomstige telescopen. Het is daarom belangrijk om na te denken over de 'ultieme' telescoop, een die in staat is om die ongrijpbare eerste sterren aan de rand van de tijd direct te observeren."

Het team stelt voor dat de astronomische gemeenschap het opgeschorte plan voor een maan-vloeistofspiegeltelescoop opnieuw bekijkt, als een manier om deze eerste sterren in het heelal te bestuderen.