De jacht op het eerste sterlicht vordert gestaag!

Astronomen gebruikten de Atacama Large Millimeter/submilliter Array om het verre sterrenstelsel MACS1149-JD1 te bestuderen. En daarbij hebben ze een zwakke gloed ontdekt die afkomstig is van geïoniseerd zuurstof. Deze gloed moet 13,3 miljard jaar geleden, oftewel slechts 500 miljoen jaar na de oerknal, zijn uitgezonden. Het is dan ook het verste zuurstof dat ooit met een telescoop is gedetecteerd. Maar nog veel interessanter is dat de aanwezigheid van zuurstof erop wijst dat het sterrenstelsel MACS1149-JD1 eerdere generaties van sterren heeft gekend (zie kader).

Zuurstof
In de periode kort na de oerknal was er geen zuurstof te vinden in het heelal. Zuurstof ontstond in de eerste sterren en kwam pas vrij toen die sterren explodeerden. Dat er nu zuurstof is aangetroffen in een sterrenstelsel dat 500 miljoen jaar geleden na de oerknal bestond, wijst er dan ook op dat er lang daarvoor al sterren zijn ontstaan én geëxplodeerd. Onderzoeker Takuya Hashimoto: “Ik was verrukt om het signaal van de verre zuurstof in de ALMA-gegevens te zien. Deze detectie duwt de grens van het waarneembare heelal naar achteren.”

Een sterrenstelsel in een piepjong universum
“Dit sterrenstelsel wordt gezien in een tijd dat het heelal nog maar 500 miljoen jaar oud was, en heeft desondanks al een populatie van volwassen sterren,” vertelt onderzoeker Nicolas Laporte. “Daarom kunnen we dit sterrenstelsel gebruiken om een vroegere, volledige onbekende periode in de kosmische geschiedenis aan te boren.”

250 miljoen jaar na de oerknal
Op basis van deze waarnemingen kunnen we concluderen dat er in de eerste 500 miljoen jaar na de oerknal al sterren waren doodgegaan. Maar de hamvraag is natuurlijk wanneer die sterren dan zijn ontstaan. Daartoe reconstrueerden de astronomen de vroege geschiedenis van MACS1149-JD1 met behulp van infraroodgegevens die met ruimtetelescopen Hubble en Spitzer verzameld waren. Ze ontdekten dat de waargenomen helderheid van MACS1149-JD1 het best te verklaren is door een model waarbij de stervorming zo’n 250 miljoen jaar na de oerknal al is begonnen.

Gaandeweg krijgen astronomen steeds helderder wanneer de eerste sterrenstelsels ontstonden. “Bepalen wanneer de kosmische dageraad heeft plaatsgevonden is zo ongeveer de heilige graal van de kosmologie en de vorming van sterrenstelsels,” vertelt onderzoeker Richard Ellis. “Met deze nieuwe waarnemingen van MACS1149-JD1 is de directe waarneming van de geboorte van het sterlicht een stapje dichterbij gekomen! Omdat wij allemaal uit bewerkte stermaterie bestaan, zijn we daarmee ook dichter bij onze eigen oorsprong gekomen.”