De zaak van de sterren die niet horen te bestaan

Share Button

Uit de allervroegste beelden van melkwegstelsels, waarvan het licht dat ons nu bereikt vlak na hun ontstaan dateert, blijkt dat ze drie maal zoveel sterren bevatten als verwacht. Astronomen staan voor een raadsel.

De open sterrenhoop Omega Centauri ligt op ongeveer 16.000 lichtjaar van de aarde. Uit recent onderzoek blijken de sterren van de sterrenhoop rond een centrale as te draaien. Een rest van een dwergsterrenstelsel? Bron: NASA, ESA ex. Wikimedia Commons
De open sterrenhoop Omega Centauri ligt op ongeveer 16.000 lichtjaar van de aarde. Uit recent onderzoek blijken de sterren van de sterrenhoop rond een centrale as te draaien. Een rest van een dwergsterrenstelsel? Bron: NASA, ESA ex. Wikimedia Commons

Aantal sterren zwaar onderschat
In dit beeld van de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri (vermoedelijk een restant van een door de Melkweg opgeslokt dwergsterrenstelsel), die deel uitmaakt van de Melkweg, zijn heldere, hete sterren blauw gekleurd, zwakke rood. Voor verder weg gelegen sterrenstelels werkt deze methode niet: lichtzwakke sterren zijn onmogelijk te zien.

Nu blijkt dat sommige van de verst weggelegen sterrenstelsels in het universum werkelijk wemelen van de sterren, veel meer dan verwacht. De enige informatie die sterrenstelsels astronomen geven, komt van het licht van hun sterren. Echter: niet alle massa van een sterrenstelsel bevindt zich in hun sterren.

Donkere materie
Sommige massa is opgesloten in onzichtbare donkere materie, die niet direct kan worden waargenomen. Om dit probleem op te lossen, schatten astronomen doorgaans de massa van een sterrenstelsel door in kaart te brengen hoe de sterren ten opzichte van elkaar bewegen. Snel bewegende sterren zijn doorgaans een teken van veel zwaartekrachtswerking, dus van veel massa. Ze vergelijken de hoeveelheid zichtbare massa met de uit de sterbewegingen en -verdeling blijkende massa en nemen aan dat de rest rekenkundig kan worden aangevuld met donkere materie.

“Om precies te schatten wat de massa is die [sterrenstelsels] werkelijk hebben, gebruiken we altijd een bepaalde conversiefactor [IMF – stellar initial mass function – red.],” aldus University of Oxford astronoom Michele Cappellari. “De conversiefactor die we vele decennia hebben gebruikt, blijkt niet te kloppen.” De IMF geeft weer hoe de massaverdeling is van sterren die in sterrenstelsels gevormd worden, m.a.w. hoeveel massa in lichte of juist zware typen sterren gaat zitten. Tot nu toe werd aangenomen dat die verdeling voor ieder type sterrenstelsel gelijk was.

Drie keer teveel sterren
Cappellari ontdekte dat de verhouding tussen zichtbaar licht en stermassa niet hetzelfde is voor alle sterrenstelsels – deze verschilt per type stelsel. De fout was het grootst voor de verst verwijderde sterrenstelsels, waar zich drie keer zoveel sterren in bevonden als hiervoor gedacht. Naar bleek, hadden astronomen de zwakke sterren in deze verre sterrenstelsels niet meegeteld.

Waarmee een nieuw kosmisch raadsel is geschapen. Als we verafgelegen sterrenstelsels zien, zien we ze op een zeer jeugdige leeftijd. De hamvraag: waar kwamen al die vele sterren in deze sterenstelsels vandaan? Cappillari concludeert: “Ze [de sterrenstelsels] moeten sneller groeien dan we tot nu toe dachten.”

Bronnen
Under ‘dark halo’ old galaxies have many more stars, Oxford Universiteit, 2012
Michele Cappellari, Systematic variation of the stellar initial mass function in early-type galaxies, Nature (2012), doi:10.1038/nature10972

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

5 reacties

  1. Douwe schreef:

    Hmm alle zwarte massa en energie verhalen die nodig zijn om dingen te verklaren, nu dit, drie keer te veel sterren. Volgens mij is dit een veld waar we nog een keertje van begin af aan om de tekentafel moeten gaan zitten. Er lijken een aantal basisaannames in het model niet echt goed te kloppen. Spannend iig, kans voor grote wetenschappelijke vooruitgang mogelijk.

  2. Gerben schreef:

    Als je ziet hoeveel conclusies er worden getrokken uit zeer kleine waarnemingen, dan vind ik het niet zo raar dat ze er regelmatig naast zitten. Ook worden er best veel conclusies genomen uit indirecte waarnemingen. Maar goed het kan niet anders en we moeten toch conclusies trekken.

    Ik ben er zelf van overtuigt dat zaken zoals het onzekerheidsprincipe in de kwantum mechanica, dark energy en dark matter allemaal zaken zijn die we gewoon niet begrijpen en er daarom maar zulke labels opplakken. Het is de vraag of we bepaalde zaken überhaupt wel kunnen begrijpen. Het is goed denkbaar dat al dit soort fenomenen beïnvloed worden door meer dimensionale ruimte, zoals dat in verscheidene versies van de string theory worden beschreven.

    Het wordt een lastige misschien zelfs wel een onmogelijke opdracht om daar empirische bewijzen voor te vinden. Hoe gaan we in meerdere dimensies meten? Niet te doen. We zullen op den duur misschien wel moeten accepteren dat we de grenzen hebben bereikt van het waarneembare.

    http://www.youtube.com/watch?v=1APOxsp1VFw is een video van Richard Dawkins waar hij dit probleem leuk uiteenzet.

  3. Tui schreef:

    Ik vind het verhaal van multiple dimensions veel interessanter als het aantal sterren in ons heelal :).

    Puntje van kritiek; donkerie materie is nog steeds een theorie. Er zijn nog veel meer vragen over de massa en het de vorm en aanwezigheid van deeltjes. En Gerben stelt al de goede vraag of we dergelijke zaken wel kunnen bevatten. Het zijn dan de grenzen van onze kennis die we opzoeken :).

     

  4. Robert schreef:

    Naarmate het wetenschappelijk onderzoek vorderd en wij steeds verder kunnen kijken, zal de bingbang theorie niet lang meer standhouden.
    Binnen de theoretische wetenschap word er al steeds vaker gesproken over een externe energiebron die dit allemaal mogelijk maakt.
    Voorlopig is dit nog geen “exacte wetenschap”, maar de eerste kleine theoretische “bewijzen” beginnen al langzaam zichtbaar te worden in het onderzoek naar subatomaire deeltjes.

    De werkelijkheid zou wel eens veel vreemder kunnen zijn dan dat we nu kunnen vermoeden..!

  5. Julie schreef:

    Zo`n ster die niet bestaat; een prima plekje om te vluchten.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger