Detectie van de eerste sterren in het heelal lijkt mogelijk

Wetenschappers hebben een nieuwe manier ontdekt om sporen te detecteren van de eerste sterren in het heelal. Tot voor kort werd deze detectie voor onmogelijk gehouden, maar recente computersimulaties die deze week beschreven worden in Nature bieden nieuwe hoop.

Volgens de huidige inzichten is het heelal ontstaan uit een oerknal die ongeveer 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond. Kort daarna was de ruimte min of meer gelijkmatig gevuld met heet gas, waaruit ruwweg honderd miljoen jaar later de eerste sterren ontstonden.

Het precieze moment waarop deze eerste sterren geboren werden, laat zich moeilijk vaststellen, omdat hun zwakke straling wordt gemaskeerd door de voorgrondstraling van ons eigen Melkwegstelsel en nabije buurstelsels. Rechtstreekse waarneming van die sterren is dus niet mogelijk. De nieuwe computersimulaties laten echter zien dat de eerste stergeneraties een soort vingerafdrukken van radiostraling aan de hemel kunnen hebben achtergelaten die wel eens duidelijker zouden kunnen zijn dan verwacht.

De eerste sterren ontstonden toen gaswolken samenklonterden - niet alleen ten gevolge van hun eigen zwaartekracht, maar ook door die van de zogeheten donkere materie, een onwaarneembare substantie die tachtig procent van de materie in het heelal voor haar rekening neemt. Donkere materie is bijna letterlijk ongrijpbaar, wat onder meer inhoudt dat er vrijwel geen interacties plaatsvinden tussen donkeremateriedeeltjes en lichtdeeltjes.

Omdat botsingen met lichtdeeltjes wél bijdragen aan de snelheden van normale materiedeeltjes, ontstond er al vroeg in de kosmische geschiedenis een snelheidsverschil tussen beide soorten materiedeeltjes. En daardoor klonterde het hete gas in het heelal waarschijnlijk minder snel en op minder plaatsen tot sterren samen dan tot nu toe werd gedacht.

Rekening houdend met dit effect, laten de computersimulaties zien dat de straling van de eerste sterren hierdoor een waarneembaar patroon zou moeten vertonen, dat waarneembaar zou kunnen zijn met de komende generatie van radiotelescopen. (ee)