Verste ster ooit ontdekt met de Hubble-ruimtetelescoop

In een sterrenstelsel dat slechts negenhonderd miljoen jaar na de oerknal bestond, is een oerster gedetecteerd die de naam Earendel heeft gekregen.

Gepubliceerd 4 apr. 2022 11:35 CEST
HST

Door de zwaartekracht van een grote cluster van sterrenstelsels als vergrootglas te gebruiken, is met de Hubble-ruimtetelescoop de oudst bekende ster ontdekt.

Foto door NASA

Astronomen hebben met de Hubble-ruimtetelescoop in een sterrenstelsel ver hiervandaan een ster gezien waarvan zij vermoeden dat het de verste en meest primordiale ster is die ooit is waargenomen.

‘Het is absoluut de verste afzonderlijke ster die we ooit hebben gezien’, aldus Jane Rigby van de NASA. Zij is medeauteur van het artikel waarin de ontdekking wordt beschreven en dat vandaag in het tijdschrift Nature is gepubliceerd. ‘Dit is onze beste kans om te bestuderen hoe een individuele, zware ster er in het vroege heelal uitzag.’

Lees ook: Nieuwe ‘superaarde’ draait mogelijk rond dichtstbijzijnde ster

De ster heeft de naam Earendel gekregen, wat ‘morgenster’ of ‘opkomend licht’ betekent in het Oud-Engels. De ster dateert van ongeveer negenhonderd miljoen jaar na de oerknal. De vorige recordhouder, Icarus, bestond ruwweg 4,3 miljard jaar na die explosieve gebeurtenis. Dat betekent dat Earendel heeft bestaan kort nadat het jonge heelal uit een tijdperk van duisternis was gekomen en toen enkele van de eerste sterrenstelsels aan het groeien en evolueren waren.

Wetenschappers schatten dat Earendel ten minste vijftig keer zwaarder is dan de zon. Het is ook mogelijk dat het geen eenzame ster, maar een dubbelsterpaar is. Vervolgwaarnemingen met de James Webb-ruimtetelescoop (JWST) van NASA moeten helpen bevestigen of het object een ster is of iets heel anders.

‘Dit is echt een opwindende interpretatie en ik hoop zo dat het waar is’, zegt astronoom Katherine Whitaker van de Universiteit van Massachusetts Amherst. Zij maakte geen deel uit van het ontdekkingsteam. ‘Dit zijn van die dingen waarvan ik hoop dat we er meer ontdekken. Ik kijk uit naar de vervolgwaarnemingen.’

Lees ook: Astronomen zagen mogelijk voor het eerst ster in zwart gat veranderen

Een kosmisch vergrootglas 

Het bestuderen van het verre heelal is als terugkijken in de tijd. Door de tijd die het licht nodig heeft om door de kosmos te reizen, zien wetenschappers extreem verre sterren en sterrenstelsels zoals ze er miljoenen of miljarden jaren geleden uitzagen, toen deze objecten het licht uitstraalden dat telescopen vandaag opvangen. Naast geavanceerdere telescopen hebben wetenschappers ook steeds slimmere manieren ontwikkeld om de verste uithoeken van ruimte en tijd te verkennen.

Deze waarneming werd gedaan toen astronomen met de Hubble-telescoop een blik wierpen in het vroege heelal. De telescoop stond gericht op een uiterst zware cluster van sterrenstelsels, genaamd WHL0137-08. Dergelijke samenklonteringen zijn zo zwaar dat hun zwaartekracht het omringende licht verdraait en vervormt, waardoor achtergrondobjecten soms bij toeval worden uitvergroot. Dit verschijnsel heet het zwaartekrachtlenseffect.

In de afgelopen tien jaar zijn voor de Reionization Lensing Cluster Survey 41 van deze kosmische lenzen gebruikt om te zoeken naar uitvergrote objecten die al bestonden toen de eerste lichtjes in het heelal nog maar net aangingen. Met deze techniek hebben wetenschappers verre sterren, sterrenstelsels, supernova’s en extreem heldere objecten, zogeheten quasars, gespot.

Wanneer sterrenstelsels op deze manier worden bekeken, wordt het licht vervormd tot een karakteristieke boog. Een van die uitvergrote sterrenstelsels, de Sunrise Arc, is de thuisbasis van de ster Earendel.

Lees ook: Vreemd interstellair object afgebroken van een dode planeet?

‘Het sterrenstelsel waarin de ster zich bevindt, is door de zwaartekracht gelensd tot een lange, dunne, halvemaanvormige boog’, vertelt hoofdauteur Brian Welch van de Johns Hopkins University in Maryland. ‘Die boog was de langste boog die we op zo’n grote afstand, binnen de eerste miljard jaar van het heelal, hebben gezien.

Een ster in de boog 

Hoewel astronomen wisten dat de Sunrise Arc een interessant sterrenstelsel zou zijn om te bestuderen, hadden ze geen idee wat ze precies zouden aantreffen. Welch, een promovendus, kreeg de taak om uit te zoeken wat zich daarbinnen zou kunnen verbergen. Toen hij en zijn collega’s de waarnemingen doorspitten, realiseerden ze zich dat een deel van de boog extreem vergroot was. En dat het misschien een vaag beeld van een enkele ster bevatte.

Welch en zijn team berekenden dat het object met een factor duizend was vergroot. Dat betekent dat het veel kleiner was dan de kleinste bekende sterrenclusters. Toch bleek uit aanvullende berekeningen dat het object (Earendel) minstens vijftig keer zo zwaar was als de zon. Voor een ster was dat dus behoorlijk groot.

Rigby: ‘Het licht is een miljoen tot tien miljoen keer zo helder als dat van de zon. De ster moet dan wel monsterlijk groot zijn, maar hoe groot precies? We weten niet wat voor soort ster het is.’

Earendel bestond in een heel ander heelal dan dat van nu, in een kosmos die nog steeds natrilt van zijn tumultueuze, stralende geboorte. In zijn kindertijd was het universum voornamelijk donker. Er waren geen sterren of melkwegstelsels, alleen een uitdijende zee van langzaam afkoelend waterstofgas. Na ongeveer een half miljard jaar ging het licht aan. Uit dat gas ontstonden de eerste sterren die samenklonterden tot sterrenstelsels. Te midden van die activiteit vormden zich zwarte gaten. De kosmische donkere eeuwen waren voorbij.

Sterrenlicht kon aanvankelijk niet gemakkelijk door de zee van neutraal gas heen breken. In plaats daarvan werd het meestal heen en weer gekaatst en verstrooid. Uiteindelijk trok de sluier op. Rigby vertelt dat die periode bekend staat als het tijdperk van de reïonisatie. Door de ultraviolette straling van kortlevende sterren die een gewelddadige dood stierven, ebde de vertroebelende mist weg. Daarna kon sterrenlicht vrij door de kosmos reizen.

Wetenschappers vermoeden dat een eerdere generatie zware sterren (misschien vergelijkbaar met Earendel) verantwoordelijk is voor die transformatie.

Aan de hand van vervolgwaarnemingen met het nieuwste ruimteobservatorium van de NASA, de James Webb-ruimtetelescoop, zal het team de temperatuur en helderheid van Earendel beter kunnen meten. Daarnaast kunnen astronomen ook tellen hoeveel chemische elementen in de ster en het sterrenstelsel aanwezig zijn. Als Earendel iets anders is dan een ster, misschien een klein zwart gat omringd door een wervelende schijf van helder gas en stof, dan moet de JWST helpen dat uit te zoeken.

Maar Welch en zijn collega’s hebben goede hoop dat hun eerste conclusie zal standhouden. Volgens Rigby is de uitvergrote reus in de Sunrise Arc de beste kans tot nu toe om een ster uit zo’n vroeg tijdperk van de kosmische geschiedenis te bestuderen.

‘We zijn niet op zoek gegaan naar de verste ster. We zijn er bij toeval op gestuit’, zegt Welch. ‘Vóór Earendel kunnen mogelijk slechts een paar generaties sterren hebben bestaan’, voegt hij eraan toe. ‘De ster zou er heel anders uit kunnen zien dan de sterren in ons heelal. Het is dan ook heel opwindend dat we de kans krijgen om er een gedetailleerd te bestuderen.’

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com

Lees meer

Dit vindt u misschien ook interessant

Ruimte
Universum dijt mogelijk sneller uit dan werd gedacht
Ruimte
Na 30 jaar onthult Hubble nog steeds mysteries van het heelal
Ruimte
NASA maakt spectaculaire foto’s van resultaat kosmische botsing
Ruimte
’s Werelds krachtigste ruimtetelescoop is eindelijk onderweg
Ruimte
Signalen van een extreme kandidaat-planeet in een ander sterrenstelsel

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2021 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.