Een relikwie wolk van gas, wees geworden na de oerknal, is ontdekt in het verre heelal door astronomen met behulp van 's werelds krachtigste optische telescoop, het WM Keck Observatorium op Maunakea, Hawaii.

De ontdekking van zo'n zeldzaam fossiel, onder leiding van promovendus Fred Robert en professor Michael Murphy aan de Swinburne University of Technology, biedt nieuwe informatie over hoe de eerste sterrenstelsels in het heelal zijn ontstaan.

"Overal waar we kijken, het gas in het heelal is vervuild door afval van zware elementen van exploderende sterren, " zegt Robert. "Maar deze specifieke wolk lijkt ongerept, niet door sterren verontreinigd, zelfs 1,5 miljard jaar na de oerknal."

"Als het al zware elementen heeft, het moet kleiner zijn dan 1/10, 000ste van de proportie die we in onze zon zien. Dit is extreem laag; de meest overtuigende verklaring is dat het een echt overblijfsel is van de oerknal."

De resultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society . Een voordruk van het papier, "Het verkennen van de oorsprong van een nieuwe, schijnbaar metaalvrije gaswolk bij z =4,4, " is online beschikbaar op arxiv.org/abs/1812.05098 .

Robert en zijn team gebruikten twee instrumenten van Keck Observatory - de Echellette Spectrograph and Imager (ESI) en de High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) - om het spectrum van een quasar achter de gaswolk te observeren.

de quasar, die een heldere gloed uitstraalt van materiaal dat in een superzwaar zwart gat valt, vormt een lichtbron waartegen de spectrale schaduwen van de waterstof in de gaswolk te zien zijn.

"We richtten ons op quasars waar eerdere onderzoekers alleen schaduwen van waterstof hadden gezien en niet van zware elementen in spectra van lagere kwaliteit, "zegt Robert. "Hierdoor konden we zo'n zeldzaam fossiel snel ontdekken met de kostbare tijd op de tweelingtelescopen van Keck Observatory."

De enige twee andere bekende fossiele wolken werden in 2011 ontdekt door professor Michele Fumagalli van de Universiteit van Durham, John O'Meara, voorheen een professor aan St. Michael's College en nu de nieuwe Chief Scientist bij Keck Observatory, en professor J. Xavier Prochaska van de Universiteit van Californië, Santa Cruz; zowel Fumagalli als O'Meara zijn co-auteurs van dit nieuwe onderzoek naar de derde fossiele wolk.

"De eerste twee waren toevallige ontdekkingen, en we dachten dat ze het topje van de ijsberg waren. Maar niemand heeft iets soortgelijks ontdekt - ze zijn duidelijk zeer zeldzaam en moeilijk te zien. Het is fantastisch om er eindelijk een systematisch te ontdekken, ' zegt O'Meara.

"Het is nu mogelijk om deze fossiele overblijfselen van de oerknal te onderzoeken, " zegt Murphy. "Dat zal ons precies vertellen hoe zeldzaam ze zijn en ons helpen begrijpen hoe sommige gas sterren en sterrenstelsels in het vroege heelal hebben gevormd, en waarom sommigen dat niet deden."