På sporet av de første stjernene

Astronomene har ennå ikke klart å observere de aller første stjernene som oppsto i Universet (den såkalte populasjon III). Men nå har de endelig oppdaget støvskyer som slike stjerner ble dannet fra. Illustrasjon: NASA/WMAP Science Team

En gruppe astronomer har oppdaget to skyer av gass uten tunge grunnstoffer. Det er slike skyer den første generasjonen av stjerner er laget av.

De tre letteste grunnstoffene, hydrogen, helium og litium, ble dannet i de første minuttene etter at Universet oppsto. Etter denne såkalte kosmiske nukleosyntesen inneholdt Universet ingen atomer tyngre enn litium. De neste par hundre millioner årene forandret Universets kjemiske sammensetning seg lite.

Før tyngre grunnstoffer kunne oppstå måtte det dannes stjerner, for det er i stjernene at de lette grunnstoffene forbrenner til tunge stoffer.

De første stjernene oppsto fra hydrogen-heliumskyene da Universet var godt og vel to hundre millioner år gammelt. Disse stjernene var store og kunne ha over hundre solmasser. Slike stjerner fusjonerer hydrogen til helium i et forrykende tempo og har kort levetid, de største bare noen titalls millioner år. Så eksploderer de som supernovaer og beriker den interstellare materien med tunge grunnstoffer. Derfor må skyer av støv som er uten tunge grunnstoffer, stamme fra det unge univers.

Tre europeiske astronomer har observert lys fra fjerne kvasarer. Fargespekteret viser at lyset har passert gjennom skyer av gass, og at lyset ble endret i to av skyene for henholdsvis 11,6 og 11,9 milliarder år siden. Da var Universet omtrent 2 milliarder år gammelt.

Da hadde allerede flere generasjoner av stjerner sendt tunge grunnstoffer ut i den interstellare materien. Men disse grunnstoffene var ikke jevnt fordelt i Universet. Det var mest av dem der det hadde vært stor stjernedannelse – i galaksene.

Støvskyer som eksisterte i det tidlige univers langt fra galaksene, var derimot fattige på tunge grunnstoffer. De hadde ikke  forandret sin kjemiske sammensetning siden Universet var et kvarter gammelt. Derfor forteller disse skyene om Universets kjemi et kvarter etter Kjempesmellet. Det er slike skyer astronomene nå har funnet.

Tekst: Øyvind Grøn

 

Dette innlegget ble publisert i Astronytt. Bokmerk permalenken.