Direkt detektion av de första stjärnorna

Projekttitel: Direkt detektion av de första stjärnorna
Huvudsökande: Erik Zackrisson, avdelningen för astronomi och rymdfysik
Beviljade medel: 3 995 000 SEK för perioden 2023-2026

Universums allra första stjärnor tros ha tänts ca 100 miljoner år efter big bang, under en epok då det ännu inte fanns några grundämnen tyngre än väte och helium (samt en mycket liten andel litium). Denna brist på kemisk anrikning ledde sannolikt till bildandet av mycket massiva, heta stjärnor med korta livstider. Genom fusionsprocesser inuti dessa s.k. Population III-stjärnor skapades stora mängder tunga grundämnen, och när vissa av stjärnorna exploderade som supernovor spreds dessa grundämnen ut i den omgivande rymden. Detta ledde till uppkomsten av de kemiskt anrikade stjärnor vi idag känner till. Många av detaljerna i detta scenario är dock fortfarande okända – ingen har ännu lyckats observera några Population III-stjärnor och vi vet varken hur länge dessa stjärnor fortsatte att bildas eller hur höga deras massor egentligen var.

Nu riktas flera av världens största teleskop mot mycket avlägsna delar av universum på jakt efter ledtrådar om de första stjärnornas egenskaper. Då det ljus vi mottar från stora avstånd i rymden tagit många årmiljarder på sig att nå fram hoppas man där kunna upptäcka Population III-stjärnorna medan de fortfarande levde. En första, mycket massiv stjärna har nyligen upptäckts på ett avstånd som motsvarar en epok ca en miljard år efter big bang, och observationstid har säkrats på James Webb Space Telescope (JWST) av vårt team för att studera detta objekt samt för att hitta fler liknande stjärnor. Inom ramen för detta projekt kommer vi att dels att 1) utveckla de första modellerna för att tolka data av denna typ, 2) använda dessa modeller för att tolka observationer av massiva, avlägsna stjärnor under JWSTs fyra första år i rymden samt 3) använda upptäckterna från JWST för att sätta de första observationella gränserna på massfördelningen samt stjärnbildningshastigheten hos Population III-stjärnor under den första årmiljarden efter big bang.