Wetenschap
Wetenschappers hebben een van de oudste sterren gevonden die in een ander sterrenstelsel is gevormd
De eerste generatie sterren transformeerde het universum. In hun kernen versmolten eenvoudige waterstof en helium tot een regenboog van elementen. Toen deze sterren stierven, explodeerden ze en stuurden deze nieuwe elementen door het universum. Het ijzer dat door je aderen stroomt, het calcium in je tanden en het natrium dat je gedachten aandrijft, zijn allemaal geboren in het hart van een lang geleden gestorven ster.
Niemand heeft een van deze sterren van de eerste generatie kunnen vinden, maar wetenschappers hebben een unieke vondst aangekondigd:een ster van de tweede generatie die oorspronkelijk in een ander sterrenstelsel is ontstaan dan het onze.
‘Deze ster biedt een uniek inzicht in het zeer vroege elementvormingsproces in andere sterrenstelsels dan de onze’, zegt Anirudh Chiti, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Chicago en eerste auteur van een artikel waarin de bevindingen worden aangekondigd. ‘We hebben een idee opgebouwd van hoe deze sterren, die chemisch verrijkt waren door de eerste sterren, er in de Melkweg uitzien, maar we weten nog niet of sommige van deze kenmerken uniek zijn, of dat dingen op dezelfde manier zijn gebeurd in andere sterrenstelsels. ."
Het artikel werd op 20 maart gepubliceerd in Nature Astronomy.
'Visnaalden uit hooibergen'
Chiti is gespecialiseerd in wat stellaire archeologie wordt genoemd:het reconstrueren van hoe de eerste generaties sterren het universum hebben veranderd. ‘We willen begrijpen wat de eigenschappen van die eerste sterren waren en welke elementen ze produceerden’, zegt Chiti.
Maar tot nu toe is nog niemand erin geslaagd deze sterren van de eerste generatie rechtstreeks te zien, als er nog in het universum aanwezig zijn. In plaats daarvan zoeken Chiti en zijn collega's naar sterren die zijn ontstaan uit de as van die eerste generatie.
Het is hard werken, want zelfs de tweede generatie sterren is nu ongelooflijk oud en zeldzaam. De meeste sterren in het heelal, inclusief onze eigen zon, zijn het resultaat van tientallen tot duizenden generaties, waarbij ze elke keer steeds meer zware elementen opbouwen.
"Misschien is minder dan één op de 100.000 sterren in de Melkweg een van deze sterren van de tweede generatie", zei hij. "Je bent echt naalden uit hooibergen aan het vissen."
Maar het is de moeite waard om momentopnamen te maken van hoe het universum er vroeger uitzag. ‘In hun buitenste lagen bewaren deze sterren de elementen in de buurt van de plek waar ze zijn ontstaan’, legde hij uit. "Als je een heel oude ster kunt vinden en de chemische samenstelling ervan kunt achterhalen, kun je begrijpen hoe de chemische samenstelling van het universum was op de plek waar die ster miljarden jaren geleden ontstond."
Een intrigerende eigenaardigheid
Voor dit onderzoek richtten Chiti en zijn collega's hun telescopen op een ongewoon doel:de sterren waaruit de Grote Magelhaanse Wolk bestaat.
De Grote Magelhaanse Wolk is een heldere strook sterren die met het blote oog zichtbaar is op het zuidelijk halfrond. We denken nu dat het ooit een afzonderlijk sterrenstelsel was dat slechts een paar miljard jaar geleden door de zwaartekracht van de Melkweg werd ingevangen. Dit maakt het bijzonder interessant omdat de oudste sterren buiten de Melkweg zijn gevormd. Dit geeft astronomen de kans om erachter te komen of de omstandigheden in het vroege heelal er allemaal hetzelfde uitzagen, of op andere plaatsen anders waren.
De wetenschappers zochten naar bewijs voor deze bijzonder oude sterren in de Grote Magelhaense Wolk en catalogiseerden er tien, eerst met de Gaia-satelliet van de European Space Agency en daarna met de Magellan Telescoop in Chili.
Eén van deze sterren viel meteen op als een rariteit. Er zaten veel, veel minder zwaardere elementen in dan welke andere ster dan ook die tot nu toe in de Grote Magelhaense Wolk is gezien. Dit betekent dat het waarschijnlijk is gevormd in de nasleep van de eerste generatie sterren. Het heeft dus nog geen zwaardere elementen opgebouwd in de loop van de herhaalde geboorten en sterfgevallen van sterren.
Toen ze de elementen ervan in kaart brachten, waren de wetenschappers verrast om te zien dat het veel minder koolstof dan ijzer bevatte vergeleken met wat we zien in sterren in de Melkweg.
"Dat was heel intrigerend, en het suggereert dat de koolstofverbetering van de vroegste generatie, zoals we zien in de Melkweg, misschien niet universeel was," zei Chiti. "We zullen verder onderzoek moeten doen, maar het suggereert dat er verschillen zijn van plaats tot plaats.
"Ik denk dat we het beeld aan het invullen zijn van hoe het vroege elementverrijkingsproces er in verschillende omgevingen uitzag", zei hij.
Hun bevindingen bevestigden ook andere onderzoeken die suggereerden dat de Grote Magelhaense Wolk in het begin veel minder sterren maakte vergeleken met de Melkweg.
Chiti leidt momenteel een beeldvormingsprogramma om een groot deel van de zuidelijke hemel in kaart te brengen om zo vroeg mogelijke sterren te vinden. ‘Als we goed kijken, suggereert deze ontdekking dat er veel van deze sterren in de Grote Magelhaense Wolk zouden moeten zijn,’ zei hij. "Het is echt spannend om de stellaire archeologie van de Grote Magelhaense Wolk te ontsluiten, en zo gedetailleerd in kaart te kunnen brengen hoe de eerste sterren het universum in verschillende regio's chemisch verrijkten."