ESA på spor etter de første stjernene

Slik vil det fjerne Universet kunne ses av JWST
28 januar 2003

Et eller annet sted langt, langt ute i rommet finnes en type uoppdagede stjerner – de første som ble dannet etter at Universet oppsto. Sannsynligvis har de en vesentlig større masse enn en hvilken som helst stjerne synlig i dag.

Astronomene vet at de må ha vært der ute: Bare på den måten kunne de løse gåten om opprinnelsen til og sammensetningen av stjernene i Universet. Et par ESA satellitter vil hjelpe astronomene i letingen etter denne vanskelig tilgjengelige typen.

Da Universet oppsto, fantes bare hydrogen og helium. Andre grunnstoffer som oksygen, karbon, jern osv. ble skapt senere i de nukleære smeltediglene i hjertet av stjernene, deretter avgitt til rommet ved slutten av stjernenes livssyklus. Astronomene bruker ofte betegnelsen tunge stoffer om alt som er tyngre enn helium. Alle stjerner vi kan observere i dag består av slike tunge stoffer. De yngste har flest, og astronomene sier de er av stjernetype I. De eldste inneholder bare noen få, og astronomene snakker da om stjernetype II.

Hvor kommer disse tunge stoffene fra? Astronomenes teori går ut på at de aller eldste stjernene, type III, må ha eksistert i det tidlige Universet. De oppsto av kun hydrogen og helium, som var de eneste tilgjengelige grunnstoffene på den tiden. Etter en levetid på "bare" en million år sluknet de og ga fra seg de tunge stoffene som var skapt, til rommet. Her svevet de tunge grunnstoffene i en slags dvale til de ble samlet i neste generasjon stjerner og deretter de første galakser.

Artist's impression of JWST
JWST

Teorien om type III stjernene antyder at de lenge har vært døde i vår lokale del av Universet. Hvordan kan da deres eksistens bekreftes? I fjernere deler, hvor det vi observerer enten er meget gammelt eller utbrent, kan vi likevel skimte et og annet spor. En satellitt som vil hjelpe oss betraktelig i letingen er JWST (James Webb Space Telescope), under utvikling i et ESA/NASA samarbeid for å erstatte Hubble-romteleskopet med teleskop i seks meters klassen. JWST forventes å skaffe svar på en rekke spørsmål.

"Vi vet i virkeligheten ikke hvordan første generasjon stjerner så ut, og vi kjenner ikke til akkurat hvor de oppsto", sier Peter Jakobsen, ESA's studieforsker for JWST. "Et av de største spørsmålene gjelder hvorvidt de første stjernene ble dannet i klynger eller som isolerte individer. Hvis det skjedde i klynger vil vi kunne se dem meget lettere og over lengre avstander". Selv om JWST ikke skulle se de første stjernene direkte, vil det gi astronomene verdifull informasjon om hvor langt borte de er, slik at teoriene kan videreutvikles. Ny forskning antyder at selv om stjerner av type III er ekstremt langt borte, vil JWST kunne se dem som supernova-eksplosjoner ved slutten av livssyklusen.

Gamma-ray burst as seen by Integral
Integral-observasjon av et gammaglimt

I tillegg mener enkelte astronomer at noen gammaglimt oppstår når disse tidligste stjernene avgår ved døden. I så fall kan vi alt ha registrert avskjedssalutten til enkelte stjerner av type III. ESA´s nye gammastråle-observatorium Integral er i perfekt posisjon for å skaffe oss ny viten om disse voldsomme hendelsene. Indirekte vil det også gi oss informasjon om stjerner av type III. ”Jeg antar at vi i løpet av de neste 10 år vil kjenne svaret på i hvert fall noen av spørsmålene om hva som foregikk i det tidlige Universet”, sier Jakobsen. Dette omfatter viten om eksistensen og rollen til de første stjernene.

JWST

James Webb Space Telescope er som nevnt et ESA/NASA samarbeidsprosjekt. Det skal ta over etter Hubble-romteleskopet, men med et seks meters speil blir det nesten tre ganger større. Ingeniørene har konstruert JWST for særlig infrarøde observasjoner, noe som gjør det godt egnet for studier av det fjerne Universet med de første stjerner og galakser. Ifølge nå gjeldende planer skal det skytes opp i 2010.

Integral

International Gamma Ray Astrophysics Laboratory er det første romobservatorium som kan observere himmellegemer i bølgelengdeområdene for gammastråler, røntgenstråler og synlig lys samtidig. Satellitten ble etter oppskytning med en russisk Proton bærerakett i oktober 2002 plassert i en langstrakt ellipsebane. Dens viktigste observasjonsmål er energirike fenomener kjent som supernova-eksplosjoner, områder i Universet antatt å omfatte sorte hull og voldsomme eksplosjoner kalt gammaglimt. Hvis et slikt gammaglimt inntreffer innenfor Integrals synsfelt, sendes automatisk et varsel til verdens bakkebaserte observatorier i løpet av 30 sekunder. Dermed vil hurtig oppfølgende observasjoner kunne bidra med ytterligere informasjon om disse mystiske fenomenene.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.