21 augustus 2017

Verdeling van quasars hangt samen met donkere materie

De verdeling van donkere materie 1,6 miljard jaar na de Big BangSterrenkundigen hebben onlangs de verdeling in de ruimte bekeken van 4000 quasars, zeer heldere energiebronnen in het heelal, en gemerkt dat die verdeling sterk verbonden is met de verdeling van donkere materie. De sterrenkundigen werken allemaal samen in de zogenaamde Sloan Digital Sky Survey (SDSS-II). Met die ‘survey’ is een kwart van de sterrenhemel gedetailleerd in kaart heeft gebracht. De quasars blijken niet lukraak in de ruimte voor te komen, maar sterk geclusterd te zijn met daartussen enorme leegtes. Daarin lijken ze dus op gewone sterrenstelsels, waar die clustering al eerder was waargenomen. Eigenlijk is het logisch, want quasars zijn in feite sterrenstelsels, maar dan met een hele heldere kern. In die kern zit een superzwaar zwart gat dat zich voedt met invallende materie van gas, stof en soms complete sterren en dat resulteert in enorme hoeveelheden uitgestraalde energie.
In de figuur hierboven is een animatie weergegeven van de verdeling van de quasars en de donkere materie. Het stelt de situatie 1,6 miljard jaar na de Big Bang voor. In de figuur, die een doorsnede heeft van 360 miljoen lichtjaar, zien we de volgende objecten:

? in het grijs op de achtergrond zijn filamenten van donkere materie;
? de kleine witte stippen zijn geconcentreerde halo’s van donkere materie die elk zo’n 30 biljard zonsmassa wegen1;
? de blauwe stippen zijn zeer massieve halo’s van donkere materie, elk zo’n 70 biljard zonsmassa wegend (alsof het niets is 😉 ). Op die plekken zijn zeer lichtsterke quasars waargenomen.

Op de plaatsen waar die halo’s van donkere materie de grootste massa hebben komen ook de meest massieve quasars voor. De clustering van de donkere materie is overigens niet iets wat al in het vroege heelal voorkwam. Het kost erg veel tijd voor de zwaartekracht om grip te krijgen op de donkere materie en daarom is die clustering iets van recente tijden. De vraag blijft nog wel hoe de quasars, die zeer ver weg staan en daarmee dus al vroeg in het heelal bestonden, zo vroeg in de ontwikkeling van het heelal al zo actief kunnen zijn. “Hoe kunnen quasars, die zwarte gaten herbergen van miljarden keer de massa van de zon, ontstaan in een heelal dat een tiende van de leeftijd van het huidige heelal is”, aldus Avi Loeb van de Harvard Universiteit en lid van het SDSS-II team. Nou, dit probleem moet de volgende keer dan maar opgelost worden, toch? Anders hebben die sterrenkundigen op een gegeven moment niets meer te doen. Ge

Noten
  1. Een biljard is 1000 biljoen, dus 1.000.000.000.000.000 oftewel 10^15 []

Laat wat van je horen

*