19 oktober 2018

Sterrenstelsels worden steeds massiever en meer gezwollen als ze ouder worden

Nieuw onderzoek door sterrenkundigen van de Australian National University (ANU) laat zien dat sterrenstelsels naarmate ze ouder worden steeds meer massa krijgen en dat ze meer gezwollen worden. Jonge sterrenstelsels kennen een platte schijf met spiraalarmen, waar de sterren om de kern draaien, zoals auto’s rond een racebaan. Oudere sterrenstelsels daarentegen zetten uit, zien er meer uit als een bol die naar alle kanten is uitgezet en waarin de sterren alle kanten uit bewegen – sterrenstelsels die we kennen als elliptische stelsels. De sterrenkundigen bestudeerden maar liefst 843 sterrenstelsels met behulp van het SAMI instrument, verbonden aan de Anglo-Australische telescoop van het ANU Siding Spring Observatory in Australië. Daaruit kwam naar voren wat sterrenkundigen al heel lang vermoeden: dat er een verband is tussen de vorm en massa van een sterrenstelsel en diens leeftijd. Sterrenstelsels evolueren van die spiraalvorm naar ellips- en bolvorm niet alleen door eigen ontwikkeling, maar ook door botsingen met andere stelsels. In Australië werkt men nu aan de bouw van Hector,de opvolger van SAMI, waarmee men 100 sterrenstelsels tegelijk wil observeren. In Nature Astronomy verscheen vandaag een artikel over de waarnemingen. Bron: Science Daily.

Reacties

  1. Het staat een beetje lullig in het bronartikel en het abstract is, uiteraard, nogal kort. Het gaat er niet zozeer over dat sterrenstelsels naarmate ze ouder worden meer massa krijgen. Ze kunnen natuurlijk niet massa toveren, behalve als ze een satelietstelsel opsnoepen of botsen met een ander stelsel.

    Het gaat over de stellar-mass in verhouding tot de totale massa van een sterrenstelsel. Jong stelsel, veel gas en stof, weinig sterren. Oud stelsel, veel sterren en weinig gas/stof. De evolutie van die verhouding laat een patroon zien, ook als het stelsel niets aan massa snoept door kleintjes op te nemen of samen te smelten met een ander groot stelsel.

    • Aan de andere kant, is niet alle massa uit het niets ontstaan 🙂 ?

      • Niet uit niets, maar uit energie. De eerste fractie van een seconde na de BB bestond er alleen maar pure energie, nog geen materie met bijbehorende massa. Vraag me niet waar die energie dan vandaan kwam 🙂

        De LHC bijvoorbeeld doet niets anders als materie produceren m.b.v. pure energie. Het is de energie van de botsing waaruit nieuwe materie en anti-materie ontstaat (wat vrijkomt zijn niet de “brokstukken” van de oorspronkelijkebotsende deeltjes….dat is weer zo’n vereenvoudigde uitleg waar ik het in een ander post/reply over had)

        En nog zo’n vereenvoudigde uitleg is dat het Higgs massa geeft aan materie. Een proton, als voorbeeld, dankt maar een fractie van diens massa aan het Higgs. Bijna alle massa is het gevolg van de bijna-met-lichtsnelheid bewegende quarks in de proton. Wat uiteraard wel zo is, is dat het Higgs massa geeft aan elementaire deeltjes….zo niet dan zouden die zich allemaal met de snelheid van licht bewegen, zoals een foton, en zouden er geen elementen en chemische verbindingen kunnen ontstaan

        Eigenlijk….als je materie uit elkaar gaat peuteren zover je kan, blijft er uiteinlijk alleen maar energie over. Materie is een manifestatie, of een van de gezichten van energie.

        • Maar… waar kwam die energie vandaan 🙂 ?
          Overigens komt de massa van een proton of neutron niet echt van die quarks, die wegen niets en zijn ook nog eens virtueel, ze bestaan niet als een losse deeltjes.
          De “echte” massa komt van de bindingsenergie van de gluons.
          http://cosmologyscience.com/cosblog/three-quarks-dont-add-up-to-one-proton-not-even-close/

          • Niet van de quarks zelf….zei ik ook niet 🙂
            ” Bijna alle massa is het gevolg van de bijna-met-lichtsnelheid bewegende quarks”
            Maar je hebt gelijk…de interactie/bindingsenergie

            een kopje hete thee heeft meer massa dan hetzelfe kopje koud
            beetje hetzelde idee, allemaal gevat in e=mc^2

  2. Massief betekent: niet hol. Onjuiste vertaling dus uit het Engels.

  3. Marc Opdebeeck zegt:

    Er wordt trouwens nieuwe materie gevormd door de donkere energie(uitbreiding van het universum), onder de vorm van elektronen enerzijds (buitenkant) en positronen anderzijds (binnenkant) die evolueren naar protonen (uud) in de accretiezone van ster en sterrenstelselsprotonen . Straf hé , rara hoe kan dat?
    Sterrenstelsels groeien dus in de toekomst met een constante verhouding van kritische baryonmassadichtheid en ruimte.
    Als elk sterrenstelsel groeit dan lijkt het een expanderend universum.

    • Ik kan me er niet helemaal in vinden, dus we verschillen van mening 🙂

      Idd als 1 kuub “empty space” twee kuub is geworden door de expansie, heb je ook twee keer zoveel energy (wat empty space bevat). Maar dat zijn velden en verstoringen in die velden (genaamd virtuele deeltjes). Volgens mij doel je op pair-production? Ik denk niet dat dat een noemenswaardige bijdrage kan leveren aan massagroei in een sterrenstelsel.

      Dit artikel noemt het massiever worden van sterrenstelsels….ik blijf erbij dat het een spraakverwarring is. De gelinkte site en abstract hebben het duidelijk over de “stellar mass” en niet de massa van het gehele sterrenstelsel. Het is de stellar mass die langzaam maar zeker groter aan het worden is door stervorming. Die groei gaat ten kosten van het aanwezige gas/stof in zo’n stelsel.

      Meningsverschil….ik zal nooit zeggen “ik heb gelijk”. Liever nog heb ik het mis, want dan heb ik weer wat geleerd

      • Marc Opdebeeck zegt:

        Nee, ik bedoel dat de zichtbare materie ofwel de baryonmassa die zich vertegenwoordigt in zichtbare sterrenstelsels aangroeit met de tijd door de donkere energie zoals jullie die noemen. Tegelijkertijd wordt volume rond deze sterrenstelsels ook groter, zodat de kritische zichtbare massa ten opzichte van de ruimte errond constant blijft. Het verklaart het uitdijend heelal. Het zijn niet de sterrenstelsels die uit elkaar drijven, het lijkt er wel op.
        1% zichtbaar in een 100% ruimte errond en bij 2% heeft men dan 200% en 4% bij 400%, de verhoudingen van zichtbare materie blijft constant.
        Het sterrenstof wordt dus continu bijgevuld door de donkere energie. Mijn theorie leunt voor een stukje aan de steady state theorie van Fred Hoyle met het verschil dat ik zeg dat de groei van nieuw sterrestof plaatsvindt in de massaophopingen. Men heeft het donkere materieffect nodig om vanuit neutrale elementaire energiequanta (geen EM straling) elektronen en positronen te maken. De laatste worden omgevormd tot protonen. Het lijkt een beetje op het resultaat van paarvorming maar de bron is geen EM straling Een deel zal annihileren maar het grootste deel zal door elektromagnetische compressie omvormen tot protonen. Twee positronen en een elektron zijn hier voor nodig om twee up quarks te maken en één downquark.
        In dit stadium van het universum worden door kernfusie( door grotere massaophopingen) nog grotere elementen gevormd zoals beryllium, stikstof, zwavel, koolstof, zuurstof zodat het sterrenstof van nu niet helemaal hetzelfde is als dat van 10 miljard jaar geleden. Het grootste gedeelte van het sterrenstof bestaat nog altijd uit waterstof en in mindere mate uit helium. Sporelementen zijn dan moleculen met stikstof, koolstof, zuurstofzwavel, silicium ..
        Dit proces verklaart waarom er nu altijd zoveel stervorming plaatsvindt, ook in ons melkwegstelsel.
        Daarbij komen nog de versmeltingen van sterrenstelsels waardoor de zichtbare materie opgeteld wordt maar ook hun ruimte halo errond.
        Ik hoop dat ik mij wat duidelijker gemaakt heb
        Ik geef toe dat mijn evolutietheorie grondig verschilt met de huidige gangbare theorieën. Het betekent nog niet dat deze hypothetische theorie verkeerd is, totdat het tegendeel bewezen is.

  4. Marc Opdebeeck zegt:

    Sterrenstelselsprotonen moet zijn sterrenstelsels.(computers van tegenwoordig?)

  5. Marc Opdebeeck zegt:

    A propos, alles is ontstaan uit het niets.
    Een evolutie die al oneindig lang bezig is.

    • Als ik deze link lees.. https://en.wikipedia.org/wiki/Matter_creation zou het best kunnen zijn dat alle (elementaire) deeltjes gemaakt kunnen worden van fotonen door paar vorming van materie / antie-materie. Zo heb je voor een setje protonen wat fotonen van 1.88 GeV nodig (harde gamma).

      • Precies, pair-production.

        Maar grofweg kan je stellen dat alle protonen/neutronen zijn gemaakt tijdens de BB. Neutronen zelf zijn onstabiel en kunnen vervallen in protonen…protonen zelf zijn stabiel maar kunnen ook veranderen in neutronen. Je kan je helelaam uitleven met feynmandiagrammen 🙂

        • Marc Opdebeeck zegt:

          In een neutronenster zijn neutronen wel stabiel omdat de condities daar helemaal in het voordeel zijn van neutronenvorming met een hoge dichtheid aan muon en tau elektronen, door de constante elektromagnetische compressie (de zogezegde donkere materie).
          Protonen en elektronen en ook neutrino’s blijven de meest stabiele deeltjes van het SM.

  6. Marc Opdebeeck zegt:

    Inderdaad pair vorming is een bewijs dat de twee energievormen onder bepaalde condities( ter hoogte van de atoomkern) kunnen overgaan in mekaar.
    Een neutrale EM golf kan opgesplitst worden in een positron (positief deel van de golf) en een elektron ( negatief deel) welke op hun beurt kunnen annihileren tot EM golf.

    Wat ze in CERN niet goed beseffen is dat men een elektromagnetische kompressie nodig heeft en niet zo zeer temperatuurstijging bij kernbotsingen. Een nog te ontdekken domein eigenlijk.
    Deze elektromagnetische compressie veroorzaakt ook de W en Zbosons en allerlei andere bosonen en quarks afhankelijk van de overgedragen energie.
    Met zeer hoge energieen en elektromagnetische compressie bekomt men muonen, taus, en zelfs topquarks die in zeer zeldzame gevallen eindigen in Higgsbosonen die dan een fractie van een seconde overleven om over te gaan in stabiele deeltjes van het SM.

  7. Obelix Obelix zegt:

    Als ik een foto van een spiraalstelsel zie, moet ik elke keer weer bedenken welke kant de materie opstroomt:
    Is het een waaier, die sterren van zich afslingert (centrifugaalkracht) of
    Is het een draaikolk, die sterren naar binnen trekt. (zwaartekracht).

    ‘Alles’ in het heelal draait om zwaartekracht, dus eigenlijk zou ik het makkelijk moeten kunnen onthouden. 😉
    Maar niet alleen sterren draaien langzaam naar binnen, ook gaswolken tussen de afzonderlijke sterrenstelsels in worden regelmatig door sterrenstelsels opgeslokt, wat leidt tot een zwaarder sterrenstelsel. Als er dan ook nog ‘regelmatig’ een botsing met ander (dwerg-)stelsel voorkomt, is het eenvoudig te begrijpen dat sterrenstelsels in massa toenemen.

    En ondertussen is er continue sprake van stervorming, voornamelijk in die spiraalarmen.
    Is het dan verwonderlijk dat de ster-massa in sterrenstelsels toeneemt tijdens de evolutie van het stelsel? Me dunkt van niet, en kennelijk heeft men nu dat ook aan getoont.

    Groet, Paul

    • Niets is perfect, maar over het tijdsbestek wat we nu achter de rug hebben is een sterrenstelsel redelijk stabiel. Je hebt spiraalstelsels van een miljard jaar jong en die zoals de onze bijna zo oud als het heelal zelf. Onze baan om het centrum is ook redelijk stabiel. Het is er nu 4,5 miljard jaar. Ons zonnestelsel zelf ook, als je buiten beschouwing laat dat de Maan elk jaar een paar centimeter verder weg staat, en de AU groter schijnt te worden. Bij benadering stabiel.

      Ook in de Melkweg als geheel. Bij onze afstand van het centrum en de massa die ons in onze baan houdt hoort een snelheid van 220km/sec (oid). Om verder van het centrum of dichterbij te komen, moet toch echt die snelheid veranderen. Ik heb het even niet over verstoringen van buitenaf zoals een passerende andere ster.

      De studie gaat erover om de evolutie van stelsels in een bepaald patroon onder te kunnen brengen, zoals het Hertzsprung-Russelldiagram voor sterren. De groei van stellaire massa op zicht is geen verassing nee, maar wel als er een patroon is waar blijkbaar veel stelsels zich aan houden. Evenzo voor de evolutie van de vorm van het stelsel. De eerste zin van het abstract zegt toch echt “Stellar population and stellar kinematic studies provide unique but complementary insights into how galaxies build-up their stellar mass and angular momentum”…..stellar mass….of een stelsel meer massa krijgt als het satelietstelsels of gaswolken opslokt of kan samensmelten met een ander groot stelsel weten we ook. Maar dat is niet het doel van deze studie. Daar kan je ook geen model mee maken want niet alle grote stelsels smelten samen met grote buren.

      Pair production is leuke quantum mechanica maar niet op een niveau dat daardoor een Melkweg meetbaar in massa/materie zou groeien. In massa groeien kan al niet want de energie was er al en het maakt niet uit of stukjes energie materie vormen. Als dat wel zo was, klopt e=mc^2 en de wet behoud van energie ook niet. Geconcentreerde energie heeft ook zwaartekracht, net zoals geconcentreerde materie/massa.

      Niets meer dan mijn 2/cent 🙂

      • @K.J. Als die wet van behoud van energie zonder uitzondering zou gelden (in een geïsoleerd systeem) dan zou de Big Bang nooit hebben kunnen plaatsvinden, nou jij weer 🙂 …. en als er dan 1 uitzondering is dan zijn er vast meerdere uitzonderingen. Het is duidelijk dat Einstein in 1905 nog een belangrijke factor gemist heeft in zijn relativiteitstheorie dat de BB verklaart, Lemaître kwam pas met dit idee in 1931: wie heeft er nu gelijk?

        • De wet van behoud van energie gaat niet op voor het heelal als geheel, omdat we niet weten of het eindig of oneindig is, en er is de expansie. Het is geen gesloten systeem (dat heb ik gejat van Sean Carrol). Maar goed het was een slecht voorbeeld want de Melkweg is ook geen gesloten systeem 🙂 Ik had het beter weg kunnen laten…..wat ik probeerde te zeggen is dat de zwaartekracht van de Melkweg een optelsom is van diens massa en energie. Dus massa convertie naar energie of andersom heeft geen invloed op de totaalsom aan zwaartekracht. We meten de massa a.d.h.v. zwaartekrachtseffecten (orbits etc)

          Of anders; stel je zet de Zon in een grote bol die niets doorlaat (neutrino’s, fotonen en alles wat de Zon uitspuugt, blijft de zwaartekracht gelijk, ondanks het fusieproces in de Zon. De som van materie en energie blijft gelijk.

  8. Obelix Obelix zegt:

    Heeft men ook iets ontdekt over een verband tussen ‘gewone’ en balk-spiraalstelsels ? Of is dat voor een vervolg onderzoek.

    Groet, Paul

  9. Ill Matilled zegt:

    Discussiëren over een onderwerp is absoluut wenselijk en zeer welkom mits het natuurlijk niet gaat neigen naar de betere kwakzalverij door onbelemmerde zelfgeldingsdrang en/of (totale) miskenning van de benodigde basis kennis.

    De studie zegt simpelweg dat oudere sterrenstelsels, voor zover het lijkt, evolueren van een afgeplatte vorm naar een meer open (bolvormige) structuur. Dit bevestigt dan min of meer eerdere vermoedens dat er een universiële correlatie moet bestaan tussen leeftijd en vorm dus ook in de niet extreme gevallen. Hoe minder afgeplat, hoe ouder de stelsels zijn doordat de interne orde afneemt door botsingen, verzwaring en andere actieve processen.

    Het zou kennen dat de centrale nucleus (AGN) op een gegeven moment een afstotende werking ontwikkelt naarmate de kern, een supermassief zwart gat, steeds ‘zwaarder’ oftewel ouder wordt. Dus meer emergent dan een langdurig negatief banksaldo krijgt de normale zwaartekracht een in sterkte steeds meer toenemend spiegelend effect dat cumulatief invloed heeft op de interne dynamica zoals stervorming en verdeling etc.

    • Dat zou kunnen…dat cumulatieve spiegelend effect van de zwaartekracht op mijn banksaldo, maar misschien ook niet. Ik spaar nog ff door en ga in goud beleggen 🙂 .

      • Ik kan natuurlijk proberen een stapeltje goud voor je bij elkaar te kwakzalveren….krijg je zo van me als het lukt 🙂

      • Ill Matilled zegt:

        Goud wordt traditioneel gezien als ‘safe haven’ om in te beleggen dus er zijn idd slechtere manieren om met je geld om te gaan.

        Heb 10-12 jaar geleden een witgouden collier van 12,5 gram laten taxeren (kleine familie piece, het enige sieraad wat ik bezit) en was het toen €110.- waard. Heb paar maanden geleden weer laten checken en zou er dit keer €330.- voor krijgen. Wat er ook gebeurt goud devalueert gewoon niet en ik volg zelf ook de ETF’s en de staat van de fysieke voorraden mocht ik onverhoopt ooit de loterij winnen.

        • Goud is nogal duur…..maar je kan eventueel wat beleggen in zilver. Dat kost iets van 450 euro per kilo. Koop dan geen baar zilver of nieuwe sieraden want dan betaal je btw en die moet je dan eerst maar eens zien terug te verdienen met koersstijging. Beter koop je dan oude zilveren voorwerpen of antiek….en de beste keuze is zilveren munten. Verdiep je wel vooraf in het type munt…..er zijn er ook met een kleiner percentage zilvergehalte. Ga voor 925 of beter. Kies je voor wat oudere munten heb je twee kansen…de zilverprijs kan stijgen, maar de muntwaarde van de (oude) munt zelf ook. Zilveren guldens of rijksdaalders kosten amper een paar euro. Populair is de Canadese Zilveren Maple Leaf Munt, 1 troy ounce/31,103 gram 99,99% puur zilver, kost iets meer dan 16 euro. Marge regeling dus btw-vrij en overal weer in te leveren. Pas op, want je hebt er zo weer een hobby bij 🙂

          • Obelix Obelix zegt:

            Wat ik dan wel weer jammer vind, als je Au of Ag aanschaft, dat ze nooit zeggen van welke supernova-uitbarsting dit afkomstig is…. 🙁 😉

            Groet. Paul

Laat wat van je horen

*

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