De James Webb-telescoop ontdekte de chemische kenmerken van de grootste sterren in het universum

De James Webb Space Telescope hielp astronomen bij het ontdekken van de eerste chemische kenmerken van superzware sterren, de 'luchtmonsters' die brandden met de helderheid van miljoenen zonnen in het vroege universum.

Tot nu toe hadden de grootste sterren die waar dan ook werden waargenomen een massa van ongeveer 300 keer die van onze zon. Maar de superzware ster die in de nieuwe studie wordt beschreven, heeft naar schatting een massa tussen de 5 en 000 zonnen.

Het team van Europese onderzoekers achter de studie theoretiseerde eerder het bestaan ​​van superzware sterren in 2018 in een poging een van de grootste mysteries van de astronomie te verklaren. Decennia lang hebben astronomen zich verbaasd over de enorme diversiteit in de samenstelling van de verschillende sterren verzameld in zogenaamde bolvormige sterrenhopen.

Deze clusters, meestal erg oud, kunnen miljoenen sterren bevatten in een relatief kleine ruimte. Vooruitgang in de astronomie heeft een toenemend aantal bolvormige sterrenhopen onthuld, waarvan wordt aangenomen dat ze de ontbrekende schakel zijn tussen de eerste sterren van het universum en de eerste sterrenstelsels.

Ons Melkwegstelsel, dat meer dan 100 miljard sterren heeft, heeft ongeveer 180 bolvormige sterrenhopen. Maar de vraag blijft: waarom hebben de sterren in deze clusters zo'n verscheidenheid aan chemische elementen, ondanks het feit dat ze waarschijnlijk allemaal rond dezelfde tijd zijn geboren, uit dezelfde gaswolk?

Veel sterren bevatten elementen die enorme hoeveelheden warmte nodig hebben om te produceren, zoals aluminium, waarvoor temperaturen tot 70 miljoen graden Celsius nodig zijn. Dit is ver boven de temperatuur die sterren zouden bereiken in hun kernen, ongeveer 15-20 miljoen graden Celsius, wat vergelijkbaar is met de temperatuur van de zon.

Dus stelden de onderzoekers een mogelijke oplossing voor: een superzware ster die explodeerde, spuwt chemische 'vervuiling' uit. Ze suggereren dat deze massieve sterren zijn ontstaan ​​uit opeenvolgende botsingen in dicht opeengepakte bolvormige sterrenhopen. Corinne Charbonnel, een astrofysicus aan de Universiteit van Genève en hoofdauteur van de studie, vertelde AFP dat "zoiets als een zaadster steeds meer sterren zal absorberen".

Uiteindelijk zal het worden "als een enorme kernreactor, continu gevoed met materie, die een grote hoeveelheid ervan zal afwerpen", voegde ze eraan toe. Deze uitgeworpen "vervuiling" zal op zijn beurt de jonge, zich vormende sterren voeden, waardoor ze een grotere verscheidenheid aan chemicaliën krijgen naarmate ze dichter bij de superzware ster komen, voegde ze eraan toe. Maar het team heeft nog steeds observaties nodig om hun theorie te bevestigen.

Ze vonden ze in het sterrenstelsel GN-z11, dat meer dan 13 miljard lichtjaar verwijderd is - het licht dat we ervan zien verscheen slechts 440 miljoen jaar na de oerknal. Het werd in 2015 ontdekt door de Hubble-ruimtetelescoop en had tot voor kort het record voor het oudste waargenomen sterrenstelsel.

Dat maakte het een voor de hand liggend hoofddoel voor de opvolger van Hubble als de krachtigste ruimtetelescoop, James Webb, die vorig jaar zijn eerste waarnemingen begon vrij te geven. Webb bood twee nieuwe aanwijzingen: de ongelooflijke dichtheid van sterren in bolvormige sterrenhopen en, belangrijker nog, de aanwezigheid van grote hoeveelheden stikstof.

De vorming van stikstof vereist echt extreme temperaturen, die volgens onderzoekers alleen kunnen worden gecreëerd door een superzware ster. "Dankzij gegevens die zijn verzameld door de James Webb Space Telescope, denken we dat we de eerste aanwijzing hebben gevonden voor het bestaan ​​van deze buitengewone sterren", zei Charbonnel in een verklaring, die de sterren ook "hemelse monsters" noemde.

Als eerder de theorie van het team "een soort spoor van onze superzware ster was, dan is dit als het vinden van een bot", zei Charbonnel. "We denken aan de kop van het beest achter dit alles", voegde ze eraan toe.

Maar er is weinig hoop dat we dit beest ooit rechtstreeks kunnen observeren. Volgens wetenschappers is de levensduur van superzware sterren slechts ongeveer twee miljoen jaar - een moment op de kosmische tijdschaal.

Ze vermoeden echter dat de bolvormige sterrenhopen zo'n twee miljard jaar geleden bestonden en dat ze misschien nog meer sporen vinden van de superzware sterren die ze ooit bevatten.

Lees ook:

• Een particulier bedrijf is van plan de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA weer tot leven te wekken
• De James Webb-telescoop ontdekte water rond een komeet in de asteroïdengordel