Leder efter tegn på de første stjerner

Det kan snart være muligt at opdage universets første stjerner ved at lede efter den blå farve, de udsender ved eksplosion.

Universet var mørkt og fyldt med brint og helium i 100 millioner år efter Big Bang. Derefter, de første stjerner dukkede op, og metaller blev skabt ved termonuklear fusionsreaktioner i stjerner.

Disse metaller blev spredt rundt i galakserne ved at eksplodere stjerner eller 'supernovaer'. Studerer første generations supernovaer, som er mere end 13 milliarder år gamle, giver et indblik i, hvordan universet kunne have set ud, da de første stjerner, galakser og supermassive sorte huller dannet. Men til dato, det har været svært at skelne en førstegenerations supernova fra en senere.

Ny forskning, ledet af Alexey Tolstov fra Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, har identificeret karakteristiske forskelle mellem disse supernovatyper efter at have eksperimenteret med supernovamodeller baseret på observationer af ekstremt metalfattige stjerner.

Ligesom alle supernovaer, lysstyrken af ​​metalfattige supernovaer viser en karakteristisk stigning til en maksimal lysstyrke efterfulgt af et fald. Fænomenet starter, når en stjerne eksploderer med et stærkt blink, forårsaget af en chokbølge, der dukker op fra dens overflade efter dens kerne kollapser. Dette efterfølges af en lang 'plateau'-fase med næsten konstant lysstyrke, der varer flere måneder, efterfulgt af et langsomt eksponentielt henfald.

Holdet beregnede lyskurverne for metalfattige blå kontra metalrige røde superkæmpestjerner. Chokbølge- og plateaufaserne er kortere, blåere og svagere i metalfattige supernovaer. Holdet konkluderede, at farven blå kunne bruges som en indikator for en førstegenerations supernova. I den nærmeste fremtid, ny, store teleskoper, såsom James Webb Space Telescope, der er planlagt til at blive opsendt i 2018, vil være i stand til at detektere de første eksplosioner af stjerner og kan muligvis identificere dem ved hjælp af denne metode.