Månedens bilde: Den første stjernedannelsen i universet

På sporet av de første stjernene i universets historie.

Universet har en lang og rik historie bak seg. I løpet av 13,8 milliarder år har atomer kommet sammen for å danne ting som stjerner, planeter og sorte hull. Astronomer prøver å lære mest mulig om de forskjellige epokene i universets historie for å forstå hvordan universet har utviklet seg til universet vi ser rundt oss i dag. Og nå har astronomer observert det eldste tegnet til stjernedannelse noen sinne – bare 250 millioner år etter big bang!

Det første lyset i universet

Her er universets historie kort oppsummert i et bilde:

Universets historie. Figur: Wikipedia Commons

En av de mange spennende tingene som astronomer forsøker å finne ut av, er hvor tidlig etter big bang stjerner begynte å dannes. Å finne ut dette kan hjelpe oss med å forstå hvordan galakser først ble dannet. I tillegg er det en måte å teste teoriene vi har for universets utvikling.

Fra bildet ovenfor kan vi se at de første stjernene og galaksene anslås å ha dukket opp rundt 200 millioner år etter big bang. Vi har altså allerede en hypotese om når det skal ha skjedd, så nå står det bare på observasjonene. Klarer vi å observere de aller første stjernene som ble tent i universet?

I en galakse langt, langt unna …

To av teleskopene til European Southern Observatory (ESO) – Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og Very Large Telescope (VLT) – har studert den fjerntliggende galaksen MACS1149-JD1. Lyset som teleskopene har mottatt fra denne galaksen, forteller oss at den eksisterte 500 millioner år etter big bang. Altså for 13,3 milliarder år siden!

Det blir ikke visuelt spektakulære bilder av å fotografere så fjerne galakser – det blir bare en blobb, som vist her:

Den fjerne galaksen MACS 1149-JD1. Bilde: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hashimoto et al.

Og det er her problemet ligger. Å se objekter som eksisterte for så lenge siden som for over 13 milliarder år siden, innebærer å se ufattelig langt ut i universet. Teleskopene våre har en begrenset evne til å se det svake lyset fra disse fjerne objektene. Dette setter begrensninger på hvor langt tilbake i tid astronomer kan klare å observere det som foregikk.

Jakten på de første stjernene

ESO-teleskopene har altså observert at galaksen ovenfor eksisterte 500 millioner etter big bang. Men lyset fra galaksen forteller oss også en annen ting: Det finnes oksygen i galaksen! Dette er den fjerneste forekomsten av oksygen som noen gang er blitt observert i universet. Dette er en viktig oppdagelse, for i en periode etter big bang fantes det ikke oksygen i universet i det hele tatt.

Det første oksygenet ble skapt av fusjonsprosesser inni de første stjernene. Dette oksygenet ble spredt utover i universet da disse stjernene døde. Påvisning av oksygen i MACS1149-JD1 indikerer at det allerede har eksistert stjerner i galaksen som har rukket å produsere oksygen og dø. Det vil si at det ble dannet stjerner i denne galaksen enda tidligere enn 500 millioner år etter big bang. Hvor mye tidligere?

For å finne ut av dette, rekonstruerte astronomene den tidligere historien til galaksen MACS1149-JD1 ved å bruke data fra Hubble-teleskopet og Spitzer-teleskopet. Da så de at galaksens lysstyrke stemmer godt med en modell hvor begynnelsen av stjernedannelsen inntraff bare 250 millioner år etter universets begynnelse. Dette er tidligere i universets historie enn vi foreløpig klarer å observere!

Nedenfor er en datasimulering av den sannsynlige historien med stjernedannelse i galaksen MACS 1149-JD1 (kilde: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)):

Kanskje er vi nå et steg nærmere å observere de aller første stjernene? Disse stjernene kalles populasjon III-stjerner, og er foreløpig bare hypotetiske. Det vil si at vi ikke har klart å observere dem ennå, men vi tror de finnes der ute. Forhåpentligvis skal det snart aktuelle James Webb-teleskopet gjøre fremskritt på denne fronten!

* * *

Kilde: ALMA og VLT har funnet bevis på stjerner som ble dannet bare 250 millioner år etter big bang (eso.org, 16. mai 2018)

Hovedbilde: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), the CLASH Team, Hashimoto et al.

Relaterte innlegg

Én tanke om «Månedens bilde: Den første stjernedannelsen i universet»

  1. I mitt ståsted ser det ut som , dust- steinpartikler eller vulkansk avfall som brenner opp eller omdannes til gasser.❗️??

Legg inn en kommentar

Dette nettstedet bruker Akismet for å redusere spam. Lær om hvordan dine kommentar-data prosesseres.