Wetenschappers hebben nieuwe data verzameld over de concentratie helium in het vroege universum. Deze bevindingen bieden een sterke bevestiging van de huidige theoretische kaders rondom de oerknal. In de beginfase van de kosmos werden de fundamentele bouwstenen gevormd, waarbij waterstof en helium de overhand hadden. De verhouding tussen deze twee elementen was destijds ongeveer drie op één in het voordeel van waterstof.
Hoewel er in deze vroege periode ook kleine hoeveelheden van lichtere elementen zoals lithium ontstonden, speelden deze geen grote rol in de totale samenstelling van het universum. Volgens universetoday.com is het analyseren van deze elementaire overvloed een essentiële methode voor astronomen om de processen na de oerknal beter te begrijpen.
De uitdaging van stellaire vervuiling
Een complex aspect van dit onderzoek is het onderscheid tussen primordiaal helium en stellair helium. Primordiaal helium is het gas dat direct na de oerknal is ontstaan. Echter, sterren produceren gedurende hun levenscyclus via kernfusie voortdurend nieuw helium. Omdat dit proces al miljarden jaren gaande is, is de totale hoeveelheid helium in de kosmos gestaag toegenomen.
Voor onderzoekers vormt dit een probleem, aangezien huidige waarnemingen vaak een mengsel zijn van beide types helium. Om de oorspronkelijke hoeveelheid te bepalen, moeten wetenschappers dus een manier vinden om de invloed van sterren te minimaliseren. Zoals beschreven door , is het daarom noodzakelijk om gebieden te zoeken die minder zijn beïnvloed door latere stellaire processen.
Focus op metaalarmere sterrenstelsels
Om deze 'vervuiling' te omzeilen, heeft het Large Binocular Telescope Primordial Helium Abundance (LBT Y P) Project een specifieke strategie toegepast. Het team richtte zich op sterrenstelsels met een laag gehalte aan metalen. In de astronomische terminologie worden alle elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium aangeduid als metalen. Sterrenstelsels met weinig van deze zware elementen bevatten doorgaans oudere sterren en zijn minder onderhevig aan de accumulatie van stellair helium.
Door deze specifieke gebieden te bestuderen, konden de astronomen een zuiverder beeld krijgen van de chemische samenstelling van het vroege universum. Deze methode stelt hen in staat om dichter bij de werkelijke waarden van de oerknal te komen.
Resultaten en kosmische implicaties
Het onderzoeksteam analyseerde in totaal de gasgebieden van 54 verschillende sterrenstelsels. De verzamelde data wijzen uit dat primordiaal helium ongeveer 24,58% van de initiële massa van de kosmos beslaat. In een artikel van wordt opgemerkt dat dit resultaat zeer nauw aansluit bij eerdere schattingen. De Planck-satelliet had via waarnemingen van de kosmische achtergrondstraling namelijk een waarde van 24,67% vastgesteld.
Deze nauwe overeenstemming is wetenschappelijk gezien van groot belang, omdat het een van de drie belangrijkste pijlers van het oerknalmodel versterkt. Bovendien maakt de vergelijking tussen deze verre metingen en lokale waarnemingen het mogelijk om de exacte herkomst van helium te kwantificeren. De resultaten suggereren dat ongeveer 90% van al het helium in het universum primordiaal is, terwijl de overige 10% is ontstaan door stellaire fusie. Volgens geeft deze specifieke verhouding bovendien waardevolle inzichten in de snelheid waarmee sterren in de loop van de tijd zijn gevormd.