LAP1-B: Het Waargenomen Signaal van de Eerste Sterren uit de Kosmische Dageraad

Door gebruik te maken van de ongeëvenaarde capaciteiten van de James Webb Space Telescope (JWST), hebben onderzoekers het systeem LAP1-B geïdentificeerd. Dit object vertegenwoordigt hoogstwaarschijnlijk het vroegste bewijs van het bestaan van Populatie III-sterren – de hypothetische voorlopers van alle latere lichtbronnen in het universum. LAP1-B bevindt zich op een afstand van ongeveer 13 miljard lichtjaren, waardoor wetenschappers een blik kunnen werpen op een tijdperk dat slechts 800 miljoen jaar na de Oerknal aanbrak. De observatie van LAP1-B biedt een unieke kans om de vroege kosmische evolutie te bestuderen, precies op het moment dat materie de allereerste structuren begon te vormen.

Het LAP1-B-systeem vertoont de cruciale kenmerken die theoretici al lang hadden voorspeld voor Populatie III-sterren. Het object is ingebed in een halo van donkere materie, waarvan de massa geschat wordt op circa 50 miljoen zonsmassa's. Dit getal is essentieel, aangezien het overeenkomt met de drempel die noodzakelijk is voor het fenomeen van 'atomaire koeling'. Dit proces is de drijvende kracht achter de initiële vorming van de allereerste sterren.

De sterren binnen dit systeem worden zelf geschat als giganten, met individuele massa's variërend van 10 tot 1000 keer de massa van onze Zon. Ze zijn geclusterd in kleine groepen, waarbij de totale massa van het cluster slechts enkele duizenden zonsmassa's bedraagt. Deze bevinding ondersteunt de fundamentele theorie dat de eerste generatie sterren extreem zwaar was en hun nucleaire brandstof daardoor razendsnel verbruikte.

De spectrale analyse, uitgevoerd met behulp van de JWST, leverde een cruciaal inzicht op: de bijna volledige afwezigheid van zware elementen, ook wel 'metalen' genoemd. Dit is het bepalende kenmerk van Populatie III-sterren. Deze sterren ontstonden uit de primaire samenstelling van het heelal – waterstof en helium, met slechts minimale sporen van lithium – aangezien zwaardere elementen nog niet gevormd konden zijn door nucleosynthese in eerdere generaties. Opmerkelijk is dat het gas rond LAP1-B al lichte sporen van verrijking bevat. Dit wijst erop dat sommige van deze eerste, massieve sterren hun levenscyclus reeds hebben voltooid als supernovae, waarmee het proces van 'metallisatie' in het vroege universum van start ging.

Hoewel LAP1-B momenteel de meest overtuigende kandidaat is, benadrukken wetenschappers, waaronder specialisten van Columbia University en de University of Toledo, de noodzaak van aanvullend en gedetailleerder onderzoek voor definitieve bevestiging. De ontdekking van LAP1-B, dat zich bevindt op een roodverschuiving van z=6.6, sluit perfect aan bij de theoretische verwachtingen: men verwachtte ongeveer één dergelijk object te vinden binnen de huidige observatiemogelijkheden. Deze vondst is niet slechts een op zichzelf staande ontdekking; het effent het pad voor diepgaande studie van de vroege kosmos. Modellen tonen aan dat de invloed van deze oersterren bepalend was voor de daaropvolgende stervorming en de uiteindelijke vorming van de eerste sterrenstelsels, waarmee de basis werd gelegd voor alle verdere kosmische evolutie.