18 oktober 2019

Sterrenstelsels werden al snel stoffig

De omcirkelde stelsels maken deel uit van de CANDELS-studie. Iedere kleur staat voor een bepaalde afstand (dus een bepaalde leeftijd)

In het dagelijks leven kan stof behoorlijk hinderlijk zijn. Toch vormt stof een belangrijke bouwsteen voor sterren en planeten. Astronomen willen dan ook graag weten hoe kosmisch stof precies ontstaat. Deze kennis vormt een integraal onderdeel van ons begrip van sterrenstelsels, sterren en planeten. Hiertoe is een team van astronomen begonnen met een grootschalig onderzoek naar de geschiedenis van kosmisch stof, waarbij ze gebruik maken van waarnemingen die verricht zijn met de Hubble Space Telescope. Voorgaande onderzoeken hebben laten zien dat sterrenstelsels vanaf zo’n 1,5 miljard lichtjaar na de oerknal flink wat stof bevatten. Maar hoe zit dat bij jongere sterrenstelsels? Om hier antwoord op te vinden is men de CANDELS-studie begonnen: Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey.Men heeft hierbij de Hubble-ruimtetelescoop gericht op stelsels die zo ver weg staan, dat we ze zien zoals ze 500 miljoen tot 1,5 miljard lichtjaar na de oerknal waren. De voorlopige resultaten van het onderzoek zijn opmerkelijk te noemen. Het blijkt dat massieve sterrenstelsels zo’n 800 miljoen jaar na de oerknal al behoorlijk stoffig waren. Tussen de 800 miljoen en 1,5 miljard jaar na de oerknal worden alle stelsels, niet alleen de massieve, stoffig. Maar waarom is dit opmerkelijk? Laten we eerst eens kijken naar de samenstelling van kosmisch stof. Dit stof bestaat uit vaste deeltjes die nog veel kleiner zijn dan zandkorrels. Deze deeltjes bestaan vooral uit koolstof en silicium. In astronomisch jargon zijn dit “zware metalen” – dat komt eigenlijk doordat astronomen alles wat geen waterstof en helium is “metalen” noemen. Okee, hoe ontstaat dit stof dan? Nou, alvast niet bij de oerknal. Na de oerknal bestond het heelal alleen uit waterstof en helium. Alle andere elementen zijn gesmeed in het inwendige van de eerste generaties sterren. Nadat deze sterren ontploft zijn als supernova, zijn deze elementen door het heelal verspreid, alwaar ze deel zijn gaan uitmaken van de gaswolken waaruit de volgende generaties sterren geboren werden. Hoe verhoudt zich dit tot het onderzoek? Wel, als massieve stelsels 800 miljoen jaar na de oerknal al stoffig zijn, wordt stof dus verrassend effectief geproduceerd door de eerste generaties van sterren. Sterrenstelsels blijken dus kort na de oerknal al effectieve stoffabrieken te zijn geweest.


Plot van de leeftijd van sterrenstelsels en hun kleur. De kleur van sterrenstelsels kan ons meer vertellen over het stofgehalte. Rood is stoffig, blauw is stofvrij. De blauwe lijn is NGC1705, een relatief stofarm stelsel in het lokale universum

Trouwens: hoe ‘weet’ Hubble hoeveel stof een stelsel bevat? Wel, dat is vrij simpel. Als een stelsel weinig stof bevat, kan het licht van dit stelsel ongehinderd ons bereiken. Stofarme stelsels zijn dus blauwwit. Als een stelsel veel stof bevat, zal dit stof het sterlicht absorberen. Hierdoor warmt het stof op, waardoor het rood gaat gloeien. Stofrijke stelsels zijn dus rood. Bron: Phys.org.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.