Ontdekking van Earendel, de verste ster ooit waargenomen
Records zijn er om gebroken te worden. Dit is niet alleen zo in de sport, het is ook het geval in de astronomie.
Op 30 maart 2022 verscheen in het tijdschrift Nature het bericht dat de Hubble-ruimtetelescoop een nieuwe ster ontdekt had, de verste ster ooit waargenomen. De ster kreeg de naam Earendel, een mythologisch wezen en een woord dat in het oud Engels 'morgenster' betekent.
Copyright afbeelding: NASA Hubblesite
De nieuwe ontdekte ster staat op een afstand van 12,9 miljard lichtjaar. Het licht heeft er dus 12,9 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. Toen de ster haar verre reis naar ons begon was het heelal nog zeer jong, amper 800 miljoen jaar oud.
Het vorige record van veraf gelegen sterren dateert van 2018. Het was eveneens de Hubble-telescoop die een ster ontdekte op een afstand van ongeveer 9,7 miljard lichtjaar. In het verleden werden zeker al eerder even ver gelegen hemelobjecten waargenomen maar het ging dan steeds over diffuse sterrenstelsels. Nog nooit werd op die afstand een afzonderlijke ster waargenomen. Men schat dat de ster Earendel ongeveer vijftig keer zoveel massa heeft als onze eigen Zon en miljoenen keer zo helder is. Deze ontdekking leert ons dus dat er in het zeer jonge heelal al sterren aanwezig waren die vergelijkbaar waren met de zwaarste sterren die wij vandaag kennen.
Hoe is de Hubble-telescoop ertoe gekomen om een ster waar te nemen die zo ver van ons verwijderd is? Op verre afstanden zijn sterren immers niet waar te nemen. Op dergelijke afstanden kan men nog hoogstens diffuse beelden waarnemen van volledige sterrenstelsels. Om dit te realiseren werd gebruik gemaakt van de werking van gravitatielenzen. Het bestaan van gravitatielenzen in het heelal kennen wij sinds Einstein in zijn algemene relativiteitstheorie bewees dat de ruimte een vervormbaar iets is. In 1915 kwam Einstein voor de dag met een revolutionaire theorie, die de wetenschappelijke wereld met verstomming sloeg. Hij maakte ons voor het eerst duidelijk dat de ruimte een veranderlijk iets is. Volgens de algemene relativiteitstheorie wordt de vorm van die ruimte op elke plaats bepaald door de aanwezige massa.
Als gevolg van die nieuwe theorie zal, telkens een ster op één lijn ligt met een zware massa en de Aarde, het licht van die ster door die tussenliggende zware massa afgebogen worden en krijgt men van die achterliggende ster door lenswerking verschillende beelden te zien. Die beelden zullen zich dan voordoen als een cirkel of een lange boog rond die tussenliggende massa. Die tussenliggende massa zal meestal bestaan uit sterrenclusters en zal fungeren als een lens die ons een vergroot en versterkt beeld geeft van het erachter liggend sterrenstelsel. Dit wordt duidelijk gemaakt in het beeld hieronder. In dit geval ligt achter een sterrencluster een quasar. Op Aarde worden dan door de lenswerking van die quasar verschillende beelden waargenomen.
Copyright afbeelding: NASA Hubblesite
Het is volgens dit principe dat in 2016 door lenswerking een jong en vervormd melkwegstelsel ontdekt werd dat toevallig op een lijn ligt met een tussenliggend sterrencluster dat zich op een afstand van 5,6 miljard lichtjaar bevindt. Zelf ligt de erachter liggende ster op een afstand van 12,9 miljard lichtjaar.
De ontdekte ster Earendel maakt deel uit van een sterrenstelsel maar wordt door haar ligging toevallig zeer fel uitvergroot. Men heeft eerst gedacht dat men te doen had met een groep sterren maar uit onderzoek is evenwel gebleken dat het om één enkele zeer zware en zeer heldere ster gaat, waarvan de gloed door lenswerking uitstijgt boven de gloed van het moederstelsel. Dat Hubble in staat was ons een zo veraf gelegen voorwerp te ontdekken is uitzonderlijk.
Men vermoedt dat Earendel uitsluitend is samengesteld uit waterstof en helium, de twee oerbestanddelen van het vroege heelal. Men hoopt dat het beeld van Earendel nog enige tijd sterk vergroot zal blijven en zo verder onderzocht zal kunnen worden door de nieuwe James Webb-ruimtetelescoop, die voorzien is van veel fijnere apparatuur dan de nu reeds 30 jaar oude Hubble-telescoop. Er bestaan hieromtrent al concrete plannen. Laat ons hopen dat de onlangs gelanceerde Webb-telescoop hierin zal slagen en ons in een nabije toekomst nog andere hemelvoorwerpen in kaart zal brengen, die nog verder liggen en ons op die manier dichter zullen brengen bij het tijdstip dat het heelal niet veel ouder was dan 380.000 jaar, toen het licht voor het eerst kon ontsnappen uit de oermaterie die het pas gevormde heelal toen nog was.
Bron: Hubblesite News Releases
Tekst: Emile Beyens, april 2022