Aanzicht van CHIME bij nacht, met de Melkweg op de achtergrond. Credits: CHIME-samenwerkingsverband.
Het Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) heeft voor het eerst aangetoond dat het de zwakke gloed van waterstofgas [1]Via de 21cm lijn van neutraal waterstof, een lijn die waarvan het bestaan voor het eerst voorspeld werd door de Nederlander Hendrik van de Hulst in 1944. uit het verre verleden van het heelal kan detecteren, uitsluitend op basis van zijn eigen gegevens. Deze doorbraak maakt de weg vrij voor een snellere en goedkopere methode om donkere energie te bestuderen – de mysterieuze kracht die vermoedelijk zorgt voor een steeds snellere uitdijing van het heelal en die een van de grootste onopgeloste vraagstukken in de natuurkunde vormt. De prestatie markeert tevens een mijlpaal voor de telescoop, die juist met dit doel is gebouwd. De bevindingen zijn vandaag gepubliceerd in een artikel in The Astrophysical Journal (zie link onderaan).
“Waterstof is het meest voorkomende element in het heelal en de grondstof waaruit sterren ontstaan,” aldus co-auteur dr. Arnab Chakraborty, postdoc aan de Universiteit van Toronto en degene die het idee voor deze waarneming initieerde. “De zwakke radiostraling ervan fungeert als een kosmische tracer die laat zien hoe materie over de ruimte is verdeeld.” Binnen de astrofysische gemeenschap bestaan tegenstrijdige theorieën over de aard van donkere energie. Dankzij zijn eigen gegevens kan CHIME deze theorieën onafhankelijk onderzoeken en helpen ze te bevestigen of te weerleggen.
“Dit is een volledig nieuwe techniek om de kosmos te bestuderen, mogelijk gemaakt door een instrument dat door Canadezen is bedacht, gebouwd en gefinancierd,” zegt co-auteur dr. Mark Halpern, hoogleraar aan de vakgroep Natuurkunde en Sterrenkunde van de UBC en hoofdonderzoeker van CHIME. “Het is een gedurfde nieuwe stap in het wereldwijde kosmologie-onderzoek en een Canadees succesverhaal.”
De gloed van waterstof in kaart brengen
CHIME is een radiotelescoop nabij Penticton (British Columbia) die wordt beheerd door de National Research Council of Canada (NRC) en die dagelijks de volledige noordelijke hemel in kaart brengt. Het is een Canadees onderzoeksproject dat is opgezet en wordt beheerd door wetenschappers van de University of British Columbia, McGill University, de University of Toronto en het Dominion Radio Astrophysical Observatory (NRC), in samenwerking met andere Noord-Amerikaanse partners, waaronder Arizona State University.
CHIME is gebouwd om de verdeling van waterstofgas in het vroege heelal in kaart te brengen. Hierdoor kunnen astronomen de uitdijing van het heelal berekenen en onderzoek doen naar donkere energie: de mysterieuze kracht die er vermoedelijk voor zorgt dat het heelal in de loop der tijd steeds sneller uitdijt. Voorheen moest CHIME zijn waarnemingen vergelijken met gegevens uit sterrenstelselonderzoeken van andere telescopen. Bij dergelijke onderzoeken wordt dezelfde vraag bestudeerd, maar dan met behulp van licht en met een zeer hoge mate van detail. Deze onderzoeken kosten miljoenen dollars meer en richten zich uitsluitend op delen van het heelal die heet en dicht genoeg zijn om sterren te vormen.
Door de gecombineerde radiogloed in kaart te brengen die waterstof van nature uitzendt, kan CHIME dezelfde vraagstukken op grotere schaal en verder terug in de tijd onderzoeken – en dat tegen een fractie van de kosten en zonder afhankelijk te zijn van de resultaten van anderen.
Interpretatie van het signaal
In een bijbehorend artikel (zie de tweede link hieronder) onderzochten de wetenschappers wat het waargenomen signaal onthult over de verdeling van waterstof in het heelal. “Onze gegevens wijzen erop dat ongeveer twee procent van de waterstof in het heelal op dat moment in neutrale, atomaire vorm aanwezig was; dit komt grotendeels overeen met andere metingen,” aldus co-auteur dr. Shabbir Shaikh, postdoc aan Arizona State University. “Door te meten hoe die waterstof verdeeld en geclusterd is, biedt CHIME ons een nieuwe manier om onze kennis over de vorming en evolutie van sterrenstelsels te toetsen.”
Detection of the Cosmological 21 cm Signal in Auto-correlation at z ~ 1 with the Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment. (replaced) CHIME Collaboration et. al. https://arxiv.org/abs/2511.19620
— AstroArxiv (@astroarxiv.bsky.social) 31 maart 2026 om 03:54
Uitgesteld feestmoment
De ontdekking was geen ‘Eureka-moment’. Voor het onderzoek werden nieuwe technieken voor data-analyse en -verwerking toegepast om het zwakke signaal te kunnen onderscheiden van de overweldigende ruis afkomstig van de achtergrond van het heelal, menselijke technologie en zelfs het instrument zelf. Vervolgens besteedden de onderzoekers meer dan een jaar aan het verifiëren van de bevinding: het bleek inderdaad te gaan om een signaal uit het heelal van zo’n vijf miljard jaar oud, gebaseerd op waarnemingsgegevens die in 2019 tijdens 94 nachten waren verzameld.
“We hebben er hard aan gewerkt om onszelf ervan te overtuigen dat het geen vals alarm was,” zei dr. Chakraborty. “Na alle tests bleef het signaal bestaan. Dat gaf ons het vertrouwen dat we daadwerkelijk waterstof uit het verre heelal waarnamen.”
Zeven jaar aan gegevens
Bij de huidige meting wordt slechts een klein deel gebruikt van de gegevens die CHIME sinds de start van de werkzaamheden heeft verzameld. De onderzoekers beschikken inmiddels over waarnemingen van bijna zeven jaar en werken eraan om de analyse uit te breiden naar eerdere periodes in de kosmische geschiedenis, toen het heelal nog maar drie miljard jaar oud was.
Meer informatie over de waarneming met CHIME aan de 21cm waterstoflijn is te vinden in deze twee vakartikelen:
Bron: Universiteit van British Columbia.
Voetnoten
| ↑1 | Via de 21cm lijn van neutraal waterstof, een lijn die waarvan het bestaan voor het eerst voorspeld werd door de Nederlander Hendrik van de Hulst in 1944. |
|---|
