te vangen
De Galactische Cluster van Abell 2744, ver van ons verwijderd met 3,5 miljard lichtjaar en met meer dan 400 sterrenstelsels. De gecombineerde zwaartekracht van alle sterrenstelsels zorgt ervoor dat het cluster functioneert als een lens waardoor wetenschappers hopen de vorming van de eerste sterren te zien.
Ongeveer 200 - 400 miljoen jaar na de Big Bang verschenen de eerste sterren. Vanwege hun afgelegen locatie blijven ze ontoegankelijk voor de waarnemer van de aarde, maar dingen kunnen veranderen in 2020 na de lancering van de NASA-ruimtetelescoop, James Webb.
De eerste sterren zijn belangrijk voor onderzoekers, omdat ze waardevolle informatie kunnen vertellen over de eigenschappen van het vroege universum. Het zou mogelijk zijn om te begrijpen of binaire sterren gewoon waren of alleen maar singles. En ook, hoeveel zware chemische elementen werden gemaakt door de eerste generatie en hoe ze werden gevormd.
Vergrotingslens voor zwaartekracht
De eerste stap is gebaseerd op de infraroodgevoeligheid van de James Webb-telescoop. De eerste sterren waren grote, hete en uitgezonden UV-stralen. Maar ze zijn zo ver weg dat de universele resolutie zijn piek van UV naar veel langere IR-golflengten heeft verschoven.
De tweede stap is om de gecombineerde zwaartekracht van het tussenliggende galactische cluster te gebruiken als een lens die het licht van de sterren van de eerste generatie zal scherpstellen en vergroten. Typische gravitatielensing kan het licht met 10-20 keer verhogen, maar dit is niet genoeg. Voor Webb zou de toename meer dan 10.000 keer moeten zijn. Om een dergelijke toename te bereiken, hebben clusters overgangen nodig - speciale uitlijning, waarbij het sterrenlicht gedurende enkele weken aanzienlijk toeneemt, terwijl het galactische cluster tussen de aarde en de ster afdrijft.
Veel geluk
Hoe waarschijnlijk is deze uitlijning? Astronomen zeggen dat de kansen erg klein zijn. Bovendien is elke bijtende asymmetrisch, wat leidt tot een sterke toename als de ster aan de ene kant nadert, maar veel vager, of aan de andere kant. Dat wil zeggen, afhankelijk van de zijkant zal de ster enkele uren of maanden helderder zijn. Na de piek van helderheid, zal het opnieuw verdwijnen.
Het belangrijkste kenmerk van de eerste sterren is dat ze werden gevormd uit een mengsel van waterstof en helium van het vroege universum zonder zware chemische elementen, zoals koolstof, zuurstof, ijzer en goud.
Wetenschappers laten sterren zien op basis van temperatuur en helderheid in het diagram. De meeste zijn langs de hoofdreeks. De zon (onder, rechts) heeft een levensverwachting van 6,4 miljard jaar. De eerste generatie is gloeiendheet en groeit in enkele miljoenen jaren uit tot een supernova-explosie
De accretieschijf rond de primaire zwarte gaten gevormd na de oerknal kan een ander gezien voorwerp worden. Zwarte gaten zouden het laatste evolutionaire resultaat zijn van de massieve eerste sterren. Als de sterren zich in een binair systeem bevonden, zou men een zwart gat worden, gevoed door gas van de satelliet en een platte schijf vormen. Een accretieschijf vertoont een ander spectrum dan de eerste ster, omdat deze door de caustiek gaat en een verbeterde helderheid creëert bij kortere golflengten van het warme, meest binnenste deel van de schijf.
Wetenschappers hebben al verschillende potentiële doelen gekozen, waaronder het Galactische cluster El Gordo. Het team hoopt op veel geluk en lang zoeken (de hele tijd, het functioneren van James Webb).
buiten Webb
De James Webb Space Telescope zal een echt technisch wonder zijn, maar het zal niet eeuwig duren. Hubble bevindt zich bijvoorbeeld in een baan om de aarde sinds 1990 en is vijf keer door astronauten bediend. Webb is gepland om te worden geplaatst op een afstand van 1,5 miljoen km van de aarde, en de duur van het werk wordt in eerste instantie berekend voor 5-10 jaar (het kan oplopen tot 15). Er is echter geen onderhoud uitgevoerd.
Daarom is het de bedoeling om een nieuwe telescoop te maken op een hoge en droge top van het Las Campanas Observatorium (Chili). Deze plaats is ideaal voor IR-bewaking. In 2026 zal de GMT (Giant Magellan Telescope) een licht-verzamelend oppervlak van 24,5 meter hebben, gemaakt van 7 individuele spiegels. In een bepaalde periode werken deze telescopen samen, dus wetenschappers zijn van plan om alle kansen te benutten om de eerste sterren te vinden.
