Zuurstofarm dwergsterrenstelsel onthult geheimen jonge heelal

Een klein sterrenstelseltje in het sterrenbeeld Lynx is mogelijk de beste plek om te bestuderen hoe de kosmische chemie tijdens de eerste drie minuten na de oerknal werkte.

Hoe is dit alles ontstaan? Een nieuw ontdekt dwergsterrenstelsel kan ons inzicht verschaffen in de eerste 3 minuten van het heelal.

Het sterrenstelsel, dat pas kort geleden sterren begon te produceren, bevat extreem weinig zuurstof. Nooit eerder werd een stervormend stelsel gezien waarin het zuurstofniveau zo laag was. Dat is relevant omdat tijdens de oerknal slechts drie elementen ontstonden: waterstof, helium en een beetje lithium. Daarom bevatten ook de eerste sterrenstelsels vermoedelijk weinig zuurstof. Die oersterrenstelsels waren echter zo klein – en staan zo ver weg – dat we ze niet met onze telescopen kunnen zien.

Daarom opende Yuri Izotov van de Main Astronomical Observatory in Oekraïne samen met zijn collega’s de jacht op stervormende zuurstofarme sterrenstelsels die dichter bij huis staan.

‘Ze zijn heel zeldzaam’, zegt astronoom Trinh Thuan van de University of Virginia in Charlottesville. Dat komt doordat stervormde sterrenstelsels grote sterren aanmaken die vroeg na hun geboorte ontploffen. Omdat dergelijke sterren tijdens hun leven zuurstof aanmaakten, pompen dergelijke explosies veel zuurstof de stelsels in.

Vaag vlekje

De astronomen gebruiken de Sloan Digital Sky Survey in New Mexico om de sterrenstelsels te vinden. Ze ontdekten een vaag vlekje op 620 miljoen lichtjaar afstand dat ze J0811+4730 noemden.

Gegevens van de Large Binocular Telescope in de Amerikaanse staat Arizona toonde vervolgens aan dat het om een recordstelsel ging. Het bevatte 9 procent minder zuurstof dan de vorige kampioen. De verhouding zuurstof-waterstof in het stelsel is slechts 1,7 procent van die van de zon, die grofweg 1 zuurstofatoom bevat per 1740 waterstofatomen.

LEESTIP. Alles over sterrenkunde leest u in deze handzame inleiding door de bekende sterrenkundejournalist Govert Schilling. €9,99. Bestel nu in onze webshop

De eerste drie minuten

Sommige dwergsterrenstelsels bevatten weliswaar nog minder zuurstof, maar dit nieuwe stelsel is bijzonder omdat het iets doet dat die stelsels niet doen: nieuwe sterren maken. De heetste van deze sterren rukken de elektronen van helium af, een proces dat voor waarnemers op aarde onthult hoeveel helium in die stelsels aanwezig is.

‘Als we willen weten hoeveel helium er in het vroege heelal voorkwam, dan moeten we goed naar deze stelsels kijken’, zegt Grant Matthews van de University of Notre Dame in Indiana. Omdat helium een van de weinig elementen was die kort na de oerknal uit nucleaire reacties ontstonden, kan dat meer onthullen over de omstandigheden die heersten tijdens de eerste drie minuten van het bestaan van het heelal.

Klein maar krachtig

Het sterrenstelsel is bovendien ook om een andere reden interessant. Het toont ons ook een close-up van het type dwergsterrenstelsels die vermoedelijk het vroege universum herioniseerden. Bij die herionisatie ging het universum over van de periode waarin het universum vol neutraal gas zat naar de huidige toestand van de kosmos waarbij de atomen van het gas tussen sterrenstelsels ontdaan zijn van elektronen – geïoniseerd in vakjargon.

Het nieuwe sterrenstelsel is klein maar krachtig. Zijn massa is slechts een dertigduizendste deel van de massa van de Melkweg, maar toch spuwt het nieuwe sterren uit op een kwart van het tempo van diezelfde Melkweg. Een indrukwekkend gegeven voor zo’n klein stelseltje.

Thuan stelt zelfs dat het stelseltje 80 procent van zijn sterren in de afgelopen paar miljoen jaar maakte. De heetste van deze sterren braken dezelfde verzengende straling uit die het vroege heelal kort na de oerknal herioniseerde. Het stelsel dient daarom als een surrogaat voor de oerstelsels die we niet kunnen zien, maar die de hele kosmos dertien miljard jaar geleden ingrijpend veranderden.

Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.

Lees verder:

Plaats een reactie