07.02.2015: For 13,8 milliarder år siden oppsto Universet i en hendelse vi kaller Big Bang. Mange detaljer i denne hendelsen er kartlagt de siste årene, men spørsmålet om når og hvordan de første stjernene ble tent, har vært betydelig vanskeligere å finne svaret på. Nye målinger gjort med det europeiske romobservatoriet Planck tyder på at de aller første stjernene ble tent betydelig senere enn hittil antatt.

av Knut Jørgen Røed Ødegaard

Den første generasjonen med stjerner eksploderte som spesielt voldsomme supernovaer og hypernovaer. Dette kosmiske fyrverkeriet spredde grunnstoffene som gjorde det mulig for mer normale stjerner og planeter å oppstå.
Illustrasjon: A. Schaller (STScI)

I starten av Big Bang for 13,8 milliarder år siden var tettheten og temperaturen ekstreme, men Universet ekspanderte raskt og allerede de første sekundene avtok verdiene kraftig. I løpet av de påfølgende minuttene kombinerte partikler seg og dannet de letteste grunnstoffene (hydrogen, helium og små mengder av bl.a. litium). Men først etter 380 000 år hadde temperaturen sunket så mye at gassen ble gjennomsiktig og lys kunne bevege seg fritt. I løpet 13,8 milliarder år har Universets esing strukket dette lyset som vi i dag observerer som såkalt kosmisk bakgrunnsstråling som finnes overalt i verdensrommet og kommer fra alle retninger.

Ved å studere bakgrunnsstrålingen, har forskerne kartlagt detaljer i Big Bang, og spesielt det europeiske, rombaserte observatoriet Planck som observerte fra 2009-2013, har gitt oss svært mye kunnskap om Universets tidligste faser. På denne tiden fantes bare stråling og gass og som var nesten helt jevnt fordelt. Men Planck har vist oss at det likevel fantes ørsmå ujevnheter i gassen, og i ly av mørket som senket seg i det som kalles «den mørke æra», ble ujevnhetene tettere og utviklet seg gradvis til galakser og stjerner. Men når og hvordan ble disse stjernene tent og hvordan oppsto galaksene?

De siste årene har forskerne, ved hjelp av romteleskopet Hubble, forsøkt å se lengst mulig ut i rommet og dermed også langt bakover i tid. På de aller dypeste bildene kan man se urgalakser som befinner seg 13,3 milliarder unna, og vi ser dermed disse slik de var for 13,3 milliarder år siden -- det vil si omkring 500 millioner år etter Big Bang.

Romobservatoriet Planck har gitt oss det til nå mest detaljerte bildet av den kosmologiske bakgrunnsstrålingen. De røde og oransje flekkene er spirene til våre dagers galakser og galaksehoper. Foto: ESA og Planck Collaboration

Hittil har forskerne ment at de aller første stjernene ble tent en gang mellom 200 og 400 millioner år etter starten av Big Bang. Nye analyser av de omfattende dataene som er samlet inn av Planck-prosjektet, viser nå at den mørke æraen sluttet betydelig senere, da Universet var omkring 550 millioner år gammelt.

Oppdagelsen har stor betydning for å finne ut hvordan de første stjernene og galaksene oppsto og utviklet seg, men vil trolig også gjøre det enklere å observere de aller tidligste lysende objektene. Dagens romteleskop Hubble er nesten i stand til å se så langt tilbake i tid, men dets planlagte etterfølger, James Webb Space Telescope (JWST) som skal sendes ut i rommet om noen år, vil relativt lett kunne brukes til å studere fenomener på denne avstanden.

De første stjernene ble dannet av gass som ikke inneholdt grunnstoffer tyngre enn helium og hadde derfor andre fysiske egenskaper enn våre dagers stjerner. Forskningen tyder på at førstegenerasjons-stjernene blant annet hadde mye større masse, lyste mye kraftigere og trolig forårsaket mer voldsomme eksplosjoner enn hovedtyngden av dagens stjerner. Men de første stjernene laget grunnstoffene som var en forutsetning for senere stjernegenerasjoner, for dannelsen av planeter og faktisk også livsformer som oss selv!

Klikk på “like” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

Pressemelding fra ESA

Sensasjonell bekreftelse av gravitasjonsbølger og kosmisk inflasjon