cb

We moeten de geboortedatum van de allereerste sterren herzien. Dat zou blijken uit gegevens die de Planck-satelliet heeft verzameld. De eerste sterren ontstonden 100 miljoen jaar later dan gedacht.

Dat schrijven onderzoekers in het blad Astronomy and Astrophysics. Ze trekken die conclusie nadat ze de gegevens die de Planck-satelliet heeft verzameld, hebben geanalyseerd. Uit die gegevens zou blijken dat de reïonisatie veel recenter plaatsvond dan gedacht.

Reïoniseren
De eerste sterren ontstonden enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal. Met hun komst kwam een einde aan de zogenoemde ‘Dark Ages’ en startte het tijdperk van reïonisatie. De straling van de eerste sterren deed namelijk veel met de omgeving: het zorgde ervoor dat het koude en neutrale waterstof warm en geïoniseerd werd.

Jonger dan gedacht
Gedacht werd dat het tijdperk van reïonisatie zo’n 450 miljoen jaar na de oerknal begon. Daaruit volgt dat dus ook de eerste sterren in die tijd moeten zijn ontstaan. Maar Planck suggereert nu dat we die datering moeten herzien. De reïonisatie zou pas 550 miljoen jaar na de oerknal zijn begonnen. De eerste sterren ontstonden dus zo’n 100 miljoen jaar later dan gedacht. “Volgens de observaties van Planck zijn sterren jonger dan gedacht,” concludeert onderzoeker Carlo Baccigalupi.

Hubble
De afgelopen jaren heeft Hubble regelmatig foto’s gemaakt van sterrenstelsels in wording die tussen de 300 en 400 miljoen jaar na de oerknal ontstonden. Onderzoekers stonden daarbij voor een raadsel: hoe konden die sterrenstelsels in wording binnen 450 miljoen jaar na de oerknal al sterk genoeg zijn geweest om te reïoniseren? Dit onderzoek stelt dat de reïonisatie later begon en geeft deze sterrenstelsels dus meer tijd om hun eerste sterren te vormen en de reïonisatie in gang te zetten. Die reïonisatie zou pas zo’n 900 miljoen jaar na de oerknal voltooid zijn geweest.

Kosmische achtergrondstraling
Planck brengt de kosmische achtergrondstraling in kaart. Dat is licht dat stamt uit de tijd waarin het universum nog warm was, een grote dichtheid had en zo’n 380.000 jaar jong was. Dankzij de uitdijing van het universum is dat ‘fossiele licht’ – op specifieke golflengtes – nu in het hele universum zichtbaar. Planck bracht dat licht tussen 2009 en 2013 in kaart. Uit die kosmische achtergrondstraling kunnen we veel aflezen. Bijvoorbeeld botsingen tussen deeltjes. Die botsingen laten namelijk hun sporen na in de kosmische achtergrondstraling. Kort na de oerknal vonden die botsingen veelvuldig plaats: fotonen botsten heel vaak op andere deeltjes, omdat de dichtheid van het universum groot was. Naarmate het universum ging uitdijen, nam het aantal botsingen af. Dat had onder meer tot gevolg dat elektronen en protonen – zonder dat ze gelijk weer gescheiden werden door botsende fotonen – neutrale atomen konden vormen. Toen de eerste sterren ontstonden, nam het aantal botsingen echter weer toe. Het licht van die sterren ging de interactie aan met het gas in het universum en steeds meer atomen ondergingen een scheiding die resulteerde in elektronen en protonen. De elektronen gingen daarop weer botsen met het licht van de kosmische achtergrondstraling. Hoewel die botsingen minder frequent plaatsvonden dan in de jonge jaren van het universum, lieten ze wel hun sporen na in de kosmische achtergrondstraling. En die sporen kunnen ons dus meer vertellen over wanneer de eerste sterren ontstonden.

Dat de eerste sterren jonger zijn dan gedacht, is goed nieuws voor de James Web-telescoop die straks naar de eerste sterren op zoek zal gaan. De telescoop zal ze – aangezien ze jonger zijn dan gedacht – gemakkelijker kunnen vinden.