Tegenwoordig hebben de grootste sterren in het heelal een massa van 100 keer de zon.
Maar vlak na de oerknal waren sterren mogelijk nog veel groter.
Dat blijkt uit een studie, die ook bewijst dat de bijzondere omstandigheden waardoor sterren 100.000 keer zo groot waren als de zon, zich nooit meer zullen voordoen.
Zo wordt een ster geboren
Vlak na de oerknal – ongeveer 13 miljard jaar geleden – bestond het heelal grotendeels uit waterstof en helium in gasvorm.
In de honderden miljoenen jaren daarna begonnen de gassen samen te smelten tot bollen, waarin steeds meer materie werd samengeperst.
Uit deze moleculaire wolken worden sterren geboren. Ook nu nog.
Als de gassen in de wolk te dicht worden, stort de wolk in en beginnen de elementen met elkaar te versmelten.
Bij fusie (het proces waarbij atomen samensmelten tot een nieuw atoom) komt een enorme hoeveelheid energie vrij, waardoor sterren gaan branden.
Zolang er stoffen zijn die kunnen fuseren, blijft de ster branden. Als de brandstoffen op zijn, sterft de ster en wordt hij – afhankelijk van zijn grootte – een witte dwerg, een zwart gat of een van de andere soorten opgebrande sterren.
Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat er in de beginfase van het heelal afgekoelde klonten materie rondreisden als koufronten. De eerste – enorme – sterren ontstonden toen een van de koufronten een gaswolk raakte, die zat te wachten op een botsing, zodat de elementen konden beginnen met samensmelten.
Straling veranderde gaswolken in koufronten
In het vroege heelal was dat anders, want toen was er nog niet zoveel zwarte materie – en daardoor konden de eerste sterren veel groter worden dan tegenwoordig.
Omdat de gaswolken bijna geheel uit waterstof en helium bestonden, duurde het langer voordat de gassen begonnen samen te smelten.
Dat komt omdat de zwaardere elementen beter in staat zijn om energie uit de gaswolk te schieten, waardoor moleculaire wolken tegenwoordig sneller instorten en er eerder sterren ontstaan.
In de begintijd van het heelal waren er niet zoveel zware elementen om energie uit de gaswolken te schieten.
Uit computersimulaties in de nieuwe studie blijkt dat de eerste sterren in plaats daarvan werden gevormd doordat gassen zo heet werden dat ze straling gingen uitzenden.
De straling kon een deel van de overtollige hitte van de gaswolken verlichten, maar daardoor ontstonden grote formaties van afgekoelde gaswolken, die zich als een koufront door het heelal bewogen.
Volgens de studie botste een van de koufronten op een gegeven moment op een van de grote gaswolken voordat het zijn energie kwijt was geraakt, waardoor de wolk instortte tot de eerste ster.
Maar omdat in de wolk vooraf een enorme hoeveelheid materie was opgehoopt, werd de nieuwe ster heel groot.
Enorme sterren zijn nu onmogelijk
De nieuwe studie laat ook zien waarom sterren van zulke grote afmetingen in het huidige heelal niet meer voor kunnen komen.
Wanneer sterren geboren worden, fuseren de gaswolken en smelten de elementen samen tot nieuwe, geavanceerdere en zwaardere elementen.
Door deze elementen kunnen latere gaswolken veel energie afgeven en sneller instorten tot sterren dan bij de eerste sterren is gebeurd.
Dus met elke keer dat een ster wordt geboren en sterft, worden de volgende sterren kleiner en begint hun leven iets eerder.