23 augustus 2017

Kosmische mist van oude sterren bestudeerd

Artistieke weergave van een blazar

Astronomen hebben gebruik gemaakt van de Amerikaanse gammatelescoop Fermi om te bepalen hoeveel sterlicht er is in het universum. Dit geeft een indicatie van de gemiddelde sterdichtheid. Het optische en ultraviolette licht van sterren blijft door het universum reizen, zelf als de sterren zelf niet meer bestaan. Dit creeert een soort “fossiel stralingsveld”, dat gemeten kan worden door gebruik te maken van verre gammabronnen.

De totale hoeveelheid sterlicht in het heelal wordt aanduid met de term “extragalactisch achtergrondlicht (EBL)”. Voor gammastralen, een energierijke vorm van licht, fungeert dit EBL als een soort mist. Een team van astronomen heeft het EBL bestudeerd door te kijken naar gammastralen die afkomstig zijn van zogenaamde blazars – sterrenstelsels met actieve zwarte gaten die veel gammastraling produceren.

De gammastralen die in blazars geproduceerd worden, doen er miljarden jaren over om de aarde te bereiken. Tijdens hun reis hebben de gammastralen door een steeds dikkere mist van zichtbaar en ultraviolet licht moeten “ploegen”, licht dat afkomstig is van de sterren die gedurende de geschiedenis van het heelal zijn ontstaan.

Een hemelkaart, waarop de locatie zichtbaar is van de 150 blazars die in het onderzoek zijn gebruikt. Klik voor een veel grotere versie.

Soms botst een gammastraal (feitelijk een energierijk foton) met een zwakker lichtfoton, waardoor de gammastraal verandert in een deeltjespaar, namelijk een elektron en een positron. Zodra dat gebeurt, is de gammastraal verdwenen. Hierdoor worden de gammastralen als het ware “gedempt” – op soortgelijke wijze als het licht van een vuurtoren door mist wordt gedempt.

Uit de studie van nabije blazars is vastgesteld hoeveel gammastralen ons ‘horen’ te bereiken. Door dit te vergelijken met vergelegen blazars is vastgesteld dat een groot deel van de gammastralen met de meeste energie worden tegengehouden door de kosmische mist. Aan de hand daarvan heeft men de dichtheid van de mist kunnen vaststellen.

De dichtheid van de kosmische mist heeft de wetenschappers iets heel fundamenteels verteld. Om de waargenomen dichtheid van de kosmische mist te verklaren moet de gemiddelde sterdichtheid in het heelal zo’n 1,4 ster per 100 miljard kubieke lichtjaar bedragen. Dat betekent dat de gemiddelde afstand tussen twee sterren in het heelal zo’n 4150 lichtjaar bedraagt. Dat lijkt misschien weinig, maar je moet goed beseffen dat het grootste deel van de ruimte zich niet in sterrenstelsels bevindt.

Bron: NASA

Laat wat van je horen

*