De James Webb Space Telescope (JWST) heeft het eerste bewijs gevonden dat miljoenen superzware sterren, 10 keer de massa van de zon, op de loer liggen in de dageraad van het universum.
Deze sterren, slechts 440 miljoen jaar na de oerknal geboren, kunnen licht werpen op hoe ons universum voor het eerst werd bezaaid met zware elementen. De onderzoekers, die de gigantische sterren "hemelmonsters" noemden, publiceerden hun bevindingen op 5 mei in het tijdschrift Astronomie en Astrofysica.
"Vandaag geloven we, dankzij gegevens verzameld door de James Webb Space Telescope, dat we de eerste aanwijzing hebben gevonden voor de aanwezigheid van deze buitengewone sterren", zegt hoofdonderzoeksauteur Corinne Charbonnel, professor in de astronomie aan de Universiteit van Genève in Zwitserland.
Onderzoekers hebben de chemische kenmerken gevonden van gigantische sterren in bolvormige sterrenhopen -- clusters van tienduizenden tot miljoenen dicht op elkaar gepakte sterren, waarvan vele tot de oudste behoren die ooit in ons universum zijn ontstaan. Ongeveer 180 bolvormige sterrenhopen zijn verspreid over ons Melkwegstelsel en omdat ze zo oud zijn, bieden ze astronomen vensters door de tijd naar de vroegste jaren van ons universum.
Op mysterieuze wijze hebben sommige sterren in deze sterrenhopen enorm verschillende verhoudingen van elementen (zuurstof, stikstof, natrium en aluminium), ook al zijn ze rond dezelfde tijd gevormd en 13,4 miljard jaar geleden uit dezelfde wolken van gas en stof.
Astronomen geloven dat een dergelijke verscheidenheid aan elementen kan worden verklaard door het bestaan van superzware sterren - kosmische reuzen geboren in de dichtere omstandigheden van het vroege universum, die hun brandstof verbrandden bij veel hogere temperaturen en zwaardere elementen vormden die later kleinere babysterren "besmetten". (die meestal uit veel lichtere elementen bestaan).
Maar het vinden van deze sterren was niet eenvoudig. De vurige reuzen, die 5 tot 000 keer zo groot zijn als onze zon, brandden bij een temperatuur van 10 miljoen graden Fahrenheit (000 miljoen graden Celsius). Omdat de grotere, helderdere en hetere sterren het snelst uitsterven, zijn deze kosmische monsters allang ten onder gegaan in extreem krachtige explosies die hypernovae worden genoemd.
"Globulaire sterrenhopen zijn 10 tot 13 miljard jaar oud, terwijl supernova's een maximale levensduur hebben van twee miljoen jaar. Daarom verdwenen ze heel vroeg uit de clusters die nu kunnen worden waargenomen. Er zijn alleen indirecte sporen over", zei co-auteur Marc Giles, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Barcelona, in een verklaring.
Om de verspreide chemische overblijfselen van oude monsters te detecteren, richtten onderzoekers de infraroodcamera van JWST op het sterrenstelsel GN-z11, een van de meest afgelegen en oudste sterrenstelsels ooit ontdekt, op 13,3 miljard lichtjaar van de aarde. Verschillende chemicaliën absorberen en stralen licht uit met verschillende frequenties, dus door het licht af te breken dat afkomstig is van de verschillende bolvormige sterrenhopen in GN-z11, ontdekten astronomen dat de sterren niet alleen dicht opeengepakt zijn, maar ook omgeven door hoge niveaus van stikstof.
"De sterke aanwezigheid van stikstof kan alleen worden verklaard door de verbranding van waterstof bij extreem hoge temperaturen, die alleen de kern van superzware sterren kunnen bereiken", zei Charbonnel.
Na het vinden van de eerste aanwijzingen over de hemelmonsters, zullen onderzoekers meer bolvormige sterrenhopen in meer sterrenstelsels bestuderen om te zien of hun ontdekking ergens anders zou moeten zijn.
Lees ook: