Kosmisch gas ontdekt dat lijkt op gas van oerknal

Voor het eerst is het astronomen gelukt om verre gaswolken op te sporen die vrijwel geen elementen zwaarder dan helium bevatten. Hun samenstelling lijkt sterk op de theoretisch verwachte samenstelling van het gas dat kort na de oerknal is ontstaan.

De beide gaswolken zijn ontdekt door astronomen van drie Amerikaanse universiteiten die het licht van zogeheten quasars (de heldere kernen van verre sterrenstelsels) hebben geanalyseerd. Dit licht werd opgevangen met de Keck I-telescoop op Hawaï en met behulp van een spectrometer in zijn afzonderlijke golflengten ontleed.

Als zich tussen zo’n quasar en de telescoop gaswolken bevinden, dan absorberen deze licht op specifieke golflengten.

Dat resulteert in een reeks donkere lijnen in het spectrum van de quasar, waaruit de samenstelling van de gaswolken kan worden afgeleid. Elk element veroorzaakt namelijk een unieke ‘vingerafdruk’ van absorptielijnen.

Bij de nu onderzochte gaswolken zijn alleen de vingerafdrukken van waterstof te zien. Er moet ook helium in zitten, maar de absorptielijnen van dit element vielen buiten het bereik van de bij dit onderzoek gebruikte spectrometer. Wél binnen bereik lagen de absorptielijnen van koolstof, stikstof, zuurstof en silicium, maar daarvan was geen spoor te bekennen.

Volgens de Amerikaanse astronomen betekent dit dat de gaswolken minstens tienduizend keer zo weinig ‘zware’ elementen bevatten als onze zon, die voor ongeveer 98 procent uit waterstof en helium bestaat. Daarmee lijkt de samenstelling van het gas waarschijnlijk sterk op die van het gas dat kort na de oerknal moet zijn ontstaan. Elementen zwaarder dan helium zijn via kernfusie geproduceerd door zware sterren, maar die verschenen pas enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal op het kosmische toneel.

Uit de analyse van de spectra van de beide gaswolken, waarvan de resultaten deze week in Science zijn gepubliceerd, blijkt dat zij zich op een afstand van ongeveer twaalf miljard lichtjaar bevinden. Dat betekent dat de gaswolken worden waargenomen zoals ze er ruwweg twee miljard jaar na de oerknal uitzagen.

In dat opzicht zijn ze vergelijkbaar met enkele recent ontdekte sterrenstelsels waarin Europese astronomen juist relatief veel zware elementen hebben aangetroffen. Het lijkt er dus op dat de samenstelling van het kosmische gas lange tijd grote lokale verschillen heeft vertoond.

Eddy Echternach

    • Eddy Echternach