Het heelal produceert steeds minder sterren en nu is duidelijk bekend waarom: melkwegstelsels raken hun gas steeds meer kwijt. Ook de vermoedelijke boosdoener is ontmaskerd.
Stervormingsbrandstof
Robert Braun en zijn collega’s van de Australische CSIRO Astronomy and Space Science gebruikten de Mopra radiotelescoop van het instituut in Zuid-Australië om ver weg gelegen melkwegstelsels te bestuderen en deze te vergelijken met nabijgelegen stelsels. Als je naar melkwegstelsels op miljarden lichtjaren afstand kijkt, kijk je als het ware in het verleden. Door deze verre melkwegstelsels te bestuderen kunnen we dus een indruk krijgen hoe ons eigen melkwegstelsel er miljarden jaren geleden uit heeft gezien.
Een opvallende ontdekking: melkwegstelsels van vijf miljard jaar geleden bevatten veel meer moleculair waterstofgas dan vergelijkbare melkwegstelsels in het universum nu, ontdekten de onderzoekers. Sterren vormen zich uit wolken moleculaire waterstof, dat is waterstof waar de atomen paren vormen. Er zijn ook wolken atomaire waterstof waar dat niet het geval is. Hoe minder moleculaire waterstof, hoe minder sterren zich kunnen vormen.
Stervorming consumeert alle gas
Astronomen weten al sinds 1995 dat de snelheid van stervorming het hoogste was toen het heelal slechts enkele miljarden jaren oud was en sindsdien sterk is afgenomen. “Ons resultaat laat zien waarom het licht uit gaat, ” aldus Dr Braun. “Stervorming heeft het grootste deel van het beschikbare moleculaire waterstofgas opgebruikt.” Nadat sterren zich vormen, stoten ze gas af gedurende de verschillende stadia die ze doorlopen of bijkvoorbeeld als ze aan het eind van hun leven ontploffen, de welbekende supernova. Al deze processen laten gas terugkeren in de ruimte, waardoor zich weer nieuwe sterren kunnen vormen. Ook ons zonnestelsel bestaat uit dergelijk “tweedehands” gas. Het meeste van het oorspronkelijke gas blijft echter opgesloten in dingen als witte dwergen, neutronensterren en planeten, aldus Braun.
Donkere energie: de intergalactische moordenaar
Het gevolg is dat het moeculaire gas wordt opgebruikt in de loop van de tijd. De afname in hoeveelheid moleculair gas is gelijk aan de afname in de snelheid van stervorming, of zelfs sneller. De uiteindelijke hoofdoorzaak is dat de snelheid waarmee melkwegstelsels worden “bijgevoed” met gas uit de intergalactische ruimte steeds kleiner wordt. Ongeveer tweederde van al het gas in het heelal bevindt zich niet in melkwegstelsels, maar in de lege ruimte daartussen. Het overige gas is betrokken bij stervorming in melkwegstelsels.
Opvallend is dat precies op het moment dat donkere energie steeds sterker begon te worden, de snelheid van stervorming sterk afnam. Tot die tijd was zwaartekracht de overheersende invloed. Het gevolg was dat melkwegstelsels door hun zwaartekrachtswerking grote hoeveelheden gas opslokten. Toen donkere energie het overnam, ongeveer rond de tijd dat de aarde ontstond, werd dit effect veel sterker en begon het universum sneller en sneller uit te zetten. Dit maakte het voor melkwegstelsels steeds moeilijker aan gas te komen om toekomstige generaties van sterren te kunnen vormen, veronderstelt Braun. Wie weet is de zon nog net op tijd ontstaan.
Gebruikte waarnemingstechniek
De melkwegstelsels die als studiemateriaal gebruikt worden voor de Mopra studie zijn ULIRG’s, voluit ultra-luminous infra-red galaxies. Er is van dit type melkwegstelsels namelijk bekend dat ze grote voorraden gas hebben. Omdat ze zo helder zijn, is er al een volledige telling uitgevoerd in het deel van het universum dat de onderzoekers bestudeerden. Hun z-waarde, de roodverschuiving, varieerde tussen de 0,2 tot 0,5. Dit komt overeen met een terugblik van drie tot vijf miljard jaar oud.
Moleculair waterstof is erg lastig direct waar te nemen. Deze studie maakt gebruik van de straling die koolmonoxide (CO) afgeeft om een indruk te krijgen van hoeveel moleculair waterstof er is. Uniek aan deze studie is dat alle bestudeerde melkwegstelsels met de zelfde methode werden bestudeerd (waarnemen van de straling van de CO(1-0) overgang). Er kon hierdoor dezelfde “transitielijn” worden bestudeerd. Elk energetisch proces waarbij atomen of moleculen betrokken zijn heeft een karakteristieke golflengte, die je waar kan nemen als een band in het spectrum, de ‘regenboog’ van elektromagnetische straling die bijvoorbeeld een ster of melkwegstelsel uitzendt.
Als de donkere energie idd bestaat uit zwarte gaten (zoals in een eerder artikel als controversiële theorie werd voorgesteld) lijken beide artikels elkaar te bevestigen. De zwarte gaten uit dat artikel, die wij voorlopig nog als “donkere materie” benoemen, zijn dan de stofzuigers vd ruimte die de (stervormende) gassen (oa waterstof) opslokken. Gevolg: de hoeveelheid donkere energie wordt alsmaar groter in verhouding tot de zichtbare materie.
Logische conclusie.
Met “opslokken” bedoel je dat die materie verdwijnt? De krachten van deze materie blijven aanwezig toch?
Materie die opgeslokt wordt door een zwart gat maakt het zwart gat uiteraard zwaarder, waardoor deze nog meer gravitatie kracht zal bevatten. De materie zelf verdwijnt misschien wel in een oneindig punt maar de zwaartekracht van die materie niet, dat deze materie niet meer zichtbaar is maakt voor de berekeningen (krachtbalans) toch niet uit? Of doel je op de verspreidingsfactor van de materie welke door zwarte gaten verkleind wordt?
Donkere materie, jaja. Ik denk dat het IPCC hier maar eens naar moet kijken. Die zullen snel genoeg achterhalen dat dit effect door de mens veroorzaakt wordt.
Het kan alleen nog worden tegengegaan door meer milieu- en energiebelasting te heffen.
Excusez, donkere energie, that is.
Donkere materie zorgt voor de expansie, welke er weer voor zorgt dat de hoeveelheid moleculair gas steeds meer verspreid wordt.
Dat de expansie zorgt voor verdunning van de concentraties massa is logisch, dat donkere energie verantwoordelijk zou kunnen zijn voor deze expansie is ook al een tijdje bekend.
onze melkweg zal in de tussentijd wel verdubbelen in massa / dichtheid door de komende botsing met andromeda :) Niet dat wij dat nog mee gaan maken maargoed.
@ Van Soest: Nee, er staat niet in mijn reactie dat de energie verdwijnt, er staat dat de zwarte gaten de gasnevels en andere materie opslokken, waardoor zij idd. meer massa krijgen zoals u zegt.
Revolutionair is dat in het bewuste vorige artikel gezegd werd dat de donkere materie wel eens zwarte gaten zouden kunnen zijn. Als ik die 2 artikels link met elkaar lijken ze elkaar te bevestigen. De donkere materie (in de vorm van zwarte gaten, volgens het omstreden artikel)breidt zich dan alleen maar uit en is dus dynamisch expanderend. Wat mij boeit is de zoektocht naar wat de donkere materie juist is.
@ thor.
je haalt hier twee verschillende begrippen door elkaar. donkere materie en donkere energie. dit zijn niet dezelfde. Donkere materie is de massa die we niet thuis kunnen brengen die er wel is (zwarte gaten theorie klinkt plausibel) en donkere energie is degene die juist zorgt voor de expansie van het helaal. Ze zijn juist het tegenovergestelde van elkaar zou je kunnen zeggen. :)
(materie en anti-materie?)
@ adenis, bedankt om me hier op te wijzen, ik bedoelde in m’n 1e reactie “de donkere materie” zoals ik ze in m’n 2de reactie op van soest wel consequent gebruikte.
In het artikel staat ; “Ongeveer tweederde van al het gas in het heelal bevindt zich niet in melkwegstelsels, maar in de lege ruimte daartussen.” Verder staat daar ; “Stervorming heeft het grootste deel van de moleculaire waterstof opgebruikt.” Verder is natuurlijk bekend, dat ons heelal steeds sneller uitdijdt, het volume is toegenomen, maar de hoeveelheid gas en vaste stoffen niet. De samenhang die ons universum in het begin kende,(als gevolg van zwaartekracht) is door afgenomen concentratie van gassen, als gevolg van consumptie door sterrenstelsels, en toegenomen volume, dus ook veel kleiner. In mijn gedachtengang zou, als de aanwezigheid donkere energie er altijd al geweest was, deze zich pas manifesteren, bij voldoende afgenomen gasdichtheid. Dit zou dan het tegenovergestelde van zwaartekracht kunnen zijn. Zwaartekracht heeft, zoals wij die kennen, geen polariteit. Dat zou ook wel eens aan de karakteristieke eigenschappen kunnen liggen, van het resultaat van de Big Bang. De straling en materie zoals wij die kennen dus. Donkere materie is dan het tegenovergestelde van wat wij kennen, en met de aangroei daarvan als gevolg van vermenging met normale materie door zwaartekracht (zwarte gaten) wordt dan geen donkere energie verklaard, het zou andersom kunnen werken. Donkere materie ontstaat dan, als gevolg van de aanwezigheid van donkere energie. Dit is een vrije associatie van mij. Men gaat er altijd vanuit dat er helemaal niets was, vóór de Big Bang, maar in een multiversum ligt dat anders, vandaar…..
Dit staat nog in moderatie, alweer teveel leestekens gebruikt, maar dat kon niet anders.