En daarmee lijkt de ‘kosmische dageraad’ binnen het bereik van de krachtige James Webb-telescoop te liggen.

Ondertussen hebben wetenschappers een redelijk goed begrip van het begin van het universum. Zo zou alles zo’n 13,7 miljard jaar geleden zijn begonnen met de oerknal. Maar wanneer ontstonden vervolgens de eerste sterren? In een nieuwe studie hebben onderzoekers zich over die vraag gebogen en zijn erin geslaagd een tipje van de sluier op te lichten.

Sterrenstelsels
Om een idee te krijgen wanneer de eerste sterren werden geboren, bestudeerde het onderzoeksteam zes van de meest afgelegen sterrenstelsels die momenteel bekend zijn. Het licht van deze sterrenstelsels heeft er het grootste deel van de levensduur van het universum over gedaan om ons te bereiken. Het betekent dat de onderzoekers de sterrenstelsels konden zien zoals ze er iets meer dan 13 miljard jaar geleden uitzagen, toen het heelal nog maar 550 miljoen jaar oud was.

Leeftijd
Daarnaast probeerden de onderzoekers de precieze leeftijd van de sterren te bepalen. Hiervoor analyseerden ze het sterlicht van de sterrenstelsels met behulp van ruimtetelescopen Hubble en Spitzer. Hoe? Door te speuren naar atomaire waterstof. De aanwezigheid van atomaire waterstof in de stellaire atmosfeer verraadt namelijk de leeftijd van de sterren. De hoeveelheid waterstof neemt toe naarmate een groepje sterren ouder wordt, maar neemt vervolgens af wanneer een sterrenstelsel ouder is dan een miljard jaar. “Deze leeftijdsindicator wordt tevens gebruikt om sterren in onze eigen buurt te dateren,” legt onderzoeker Romain Meyer uit.

Eerste sterren
De onderzoekers komen uiteindelijk tot de conclusie dat de sterren in de geobserveerde sterrenstelsels tussen de 200 en 300 miljoen jaar oud zijn. En daardoor kon het team tevens een nieuwe schatting maken van wanneer de eerste sterren werden geboren. “Onze waarnemingen geven aan dat de kosmische dageraad plaatsvond tussen de 250 en 350 miljoen jaar na het begin van het universum,” concludeert onderzoeker Nicolas Laporte.

Donker
Het betekent dat het kort na de oerknal dus een donkere boel moet zijn geweest. Hoewel het heelal vandaag de dag overspoeld wordt door licht, had je in de eerste paar honderd jaar na het begin van het universum waarschijnlijk geen hand voor ogen gezien. “Theoretici speculeren dat het universum de eerste paar honderd miljoen jaar, voordat de eerste sterren en sterrenstelsels werden gevormd, een donkere plaats was, ” aldus Laporte. “Getuige zijn van het moment waarop het universum voor het eerst in sterrenlicht baadde, is een grote zoektocht in de astronomie.”

Limiet
Dankzij de studie krijgen we nu een beter beeld van wanneer de eerste sterren het daglicht zagen. Al hebben we nu wel de grenzen van ons kunnen bereikt. “In het afgelopen decennium hebben astronomen de grenzen verlegd van wat we kunnen waarnemen,” vertelt onderzoeker Richard Ellis. “We kunnen nu zien hoe het universum eruitzag toen het slechts vier procent van zijn huidige leeftijd was. Maar door de beperkte transparantie van de atmosfeer van de aarde en de begrensde mogelijkheden van de Hubble- en Spitzer-ruimtetelescopen, hebben we nu echt ons limiet bereikt.”

James Webb
Toch betekent het niet dat het nu ophoudt. Want de nieuw geschatte kosmische dageraad lijkt namelijk binnen het bereik van de krachtige James Webb-telescoop te liggen. Het betekent dat deze veelbelovende ruimtetelescoop gevoelig genoeg is om de geboorte van sterrenstelsels waar te nemen. “We kijken reikhalzend naar de lancering uit, die naar onze mening in staat is om direct getuige te zijn van de kosmische dageraad,” zegt Ellis. “Het zien van dit belangrijke moment in de geschiedenis is al tientallen jaren een heilige graal in de astronomie.”

Meer over de James Webb-ruimtetelescoop
Na herhaaldelijk uitstel lijkt het erop dat de James Webb-telescoop echt dit jaar het luchtruim zal kiezen. En het wordt een enerveerde missie. De James Webb is namelijk de krachtigste ruimtetelescoop die ooit gebouwd is. Astronomen hopen dat deze meer inzicht geeft in het ontstaan van het universum. Tevens zal deze naar verwachting een grote rol gaan spelen in de zoektocht naar buitenaards leven; de telescoop kan de atmosfeer van exoplaneten uitpluizen en daarin zoeken naar signalen van leven. James Webb wordt gezien als opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop en is ontworpen om vijf tot tien jaar onderzoek te doen. Met de bouw van de telescoop is rond de 8,8 miljard dollar gemoeid.

De James Webb-telescoop zal naar verwachting in november van dit jaar de ruimte in worden geschoten. Het zal het komende decennium het belangrijkste observatorium zijn en duizenden astronomen over de hele wereld bedienen.