Astronomen hebben mogelijk de restanten gezien van de explosie van een zware ster die vlak na de oerknal is ontstaan. Deze kolos was ongeveer 300 keer zo zwaar als de zon.

Astronomen lijken sporen te hebben gevonden van een van de allereerste sterren in het heelal. Deze ster behoorde tot de zogeheten populatie III-sterren, een groep oersterren die vermoedelijk zijn ontploft in supernova-explosies die ze volledig van de kaart veegden. Het team van astronoom Yuzuru Yoshii van de Universiteit van Tokio heeft nu de ogenschijnlijke restanten van zo’n buitengewone supernova ontdekt.

De astronomen onderzochten het extreem felle licht van een quasar. Dat is een superzwaar zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel, waar voortdurend materie in valt. De onderzochte quasar, J1342+0928 genaamd, ontstond minder dan 700 miljoen jaar na de oerknal. Hij bevindt zich op bijna 30 miljard lichtjaar afstand en is daarmee een van de verste quasars die ooit zijn waargenomen.

Voedsellessen uit de ruimte
LEES OOK
Voedsellessen uit de ruimte

Het heelal bestaat weliswaar pas 13,8 miljard jaar, maar doordat het sinds de oerknal enorm is uitgedijd, kunnen we objecten zien die zich momenteel veel verder dan 13,8 miljard lichtjaar bij ons vandaan bevinden. Op het moment dat die objecten hun licht naar ons stuurden, stonden ze namelijk een stuk dichterbij dan nu.

Blij en verrast

Uit zijn lichtspectrum blijkt dat de quasar enorm veel ijzer bevat, meer dan twintig keer zoveel als de zon. Daarnaast lijkt de quasar heel weinig magnesium te hebben. Deze elementen worden in verschillende processen gevormd. Hun relatieve hoeveelheid verraadt daarom van wat voor soort kosmisch object een bepaalde lichtbundel afkomstig is.

De hoeveelheden die in deze quasar werden aangetroffen, konden niet worden verklaard door de gangbare theoretische modellen. De meest plausibele manier om zo snel na de oerknal zoveel ijzer te produceren, is via een supernova met paar-instabiliteit. Dat is een speciaal soort explosie die alleen voorkomt bij buitengewoon zware sterren. In tegenstelling tot bij andere soorten supernova’s exploderen die superzware sterren compleet; ze laten geen stellaire kern achter. Als zo’n supernova-explosie dicht bij quasar J1342+0928 zou plaatsvinden, zouden de brokstukken naar het centrum van het sterrenstelsel vallen en uiteindelijk in de quasar worden opgenomen.

De hoeveelheid magnesium die bij zo’n supernova vrijkomt, hangt voornamelijk af van de massa van de ontplofte ster. ‘Ik was blij en enigszins verrast dat een supernova van een ster met een massa van ongeveer 300 keer die van de zon een magnesium-ijzerverhouding oplevert die overeenkomt met de lage waarde die wij bij deze quasar hebben afgeleid’, zei Yoshii in een persverklaring.

Zaadjes voor zwarte gaten

Volgens Yoshii is dit het duidelijkste teken van een paar-instabiele supernova dat tot nu toe is ontdekt. Omdat dit type supernova alleen kan voorkomen bij sterren die meer dan 130 keer zo zwaar zijn als de zon, is dit mogelijk ook een bewijs voor het bestaan van populatie III-sterren. Deze oersterren moeten lang geleden allemaal vernietigd zijn.

Populatie III-sterren zijn cruciaal voor ons begrip van het heelal. Het waren in theorie namelijk de eerste sterren die elementen met een hogere massa dan helium produceerden.

Daarnaast worden ze vaak gezien als mogelijke ‘zaadjes’ voor superzware zwarte gaten. Dergelijke zwarte gaten zijn zo onvoorstelbaar groot, dat astronomen niet goed weten hoe ze in het vroege heelal kunnen zijn ontstaan als er destijds niet ook al kolossale sterren waren.