Nieuw licht op uitdijing van het heelal
George Beekman

Op de Amerikaanse Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili werd op 30 maart in een ver sterrenstelsel een lichtpunt ontdekt. Dit was een supernova: een ster die zichzelf aan het einde van zijn bestaan opblaast en enkele dagen honderden miljoenen malen helderder wordt. Op de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili werd het spectrum van de supernova opgenomen. Zo was af te leiden om welk type het ging en op welke afstand ster en sterrenstelsel stonden: ongeveer 5,8 miljard lichtjaar. Daarmee is de supernova de verste die ooit is waargenomen.

Het belang van deze supernova ligt niet alleen in zijn record-afstand, maar ook in de mogelijkheid die hij biedt om er de vertraging van de uitdijing van het heelal mee af te leiden. Deze vertraging is een gevolg van het feit dat alle sterrenstelsels in het uitdijende heelal elkaar aantrekken. Waarschijnlijk verliep de expansie van het heelal daardoor vroeger wat sneller dan nu. Aangezien 'vroeger' vanuit ons standpunt neerkomt op 'dieper in het heelal', betekent dit dat we bij onderzoek aan verre delen van het heelal een wat hogere expansie zouden kunnen vinden dan bij onderzoek dichter bij huis.

De expansiesnelheid van het heelal wordt afgeleid uit de afstanden en verwijderingssnelheden van sterrenstelsels. Nu zijn afstanden van sterrenstelsels vaak moeilijk te bepalen, terwijl metingen aan verwijderingssnelheden worden verstoord door het feit dat sterrenstelsels ook nog een eigen beweging hebben, die in een onbekende richting plaatsvindt. Het snelheids-probleem is het grootst bij stelsels die vrij dichtbij staan, dus waarvan de afstand het beste kan worden bepaald. Het afstands-probleem is het grootst bij verre stelsels, omdat dan het effect van de eigen snelheid bijna wegvalt.


Men zou kunnnen zeggen dat de som van de twee onzekerheden altijd en overal even groot is: alsof de natuur ook op kosmische schaal een soort 'onzekerheidsbeginsel' heeft ingebouwd. Als gevolg daarvan lopen de waarden die men alleen al vindt voor de gemiddelde expansie van het heelal sterk uiteen, laat staan dat men zo een enigszins betrouwbare schatting kan maken van de verandering van die expansie in de loop van de tijd. En daardoor lopen ook de waarden voor de ouderdom van het heelal sterk uiteen: van 10 tot 20 miljard jaar.

Supernova's zoals die van 30 maart kunnen door hun enorme helderheid tot op zeer grote afstanden worden waargenomen. Bovendien blijken deze ster-explosies altijd vrijwel even helder te worden. Deze twee feiten maken de supernova's geschikt voor het bepalen van de afstanden van verre sterrenstelsels. Aangezien hun ware helderheid bekend is, is hun schijnbare helderheid (zoals die wordt gemeten vanaf de aarde) een directe maat voor hun afstand.

In het septembernummer van de ESO Messenger wordt een onderzoeksprogramma beschreven dat bedoeld is voor het bepalen van de vertragingsfactor in de uitdijing van het heelal. Daartoe wordt nu met de 4 meter-telescoop van bovengenoemde Cerro Tololo-sterrenwacht systematisch naar supernova's in verre sterrenstelsels gezocht. De telescoop is voorzien van een speciale wijdhoekcamera, die honderden stelsels tegelijk vastlegt. Soms kunnen er per nacht 55 opnamen worden gemaakt, zodat dan per nacht tienduizenden sterrenstelsels kunnen worden afgestroopt naar mogelijke supernova's.

Wordt er een exploderende ster gevonden, dan kunnen op enkele andere sterrenwachten direct zijn spectrum (voor de type-bepaling) en helderheid (voor de bepaling van het maximum) worden gemeten. De onlangs ontdekte supernova was het eerste resultaat van deze jacht. De onderzoekers denken dat de vertragingsfactor goed kan worden bepaald wanneer er 20 supernova's zijn bestudeerd. 'Volgens het geschatte tempo waarin supernova's worden ontdekt, zou dit in de komende paar jaar mogelijk moeten zijn', aldus de onderzoekers.

Als de vertragingsfactor dicht bij nul ligt, is de expansie van het heelal in het verleden slechts heel weinig afgenomen en zal die ook in de toekomst vrijwel niet meer afnemen: het heelal is dan 'open'. Is hij groter dan 0,5, dan is de expansie een stuk afgenomen en zal hij in een verre toekomst mogelijk stoppen en worden gevolgd door een samentrekking: het heelal is in dit geval 'gesloten'. Met behulp van deze vertragingsfactor kan dus niet alleen de ouderdom van het heelal nauwkeuriger worden bepaald, maar kan men ook een betere afweging maken maken tussen de verschillende varianten van het huidige standaardmodel van de ontwikkeling van het heelal.

Datum:

24-08-1995

Sectie:

Wetenschap en Onderwijs

Pagina:

2

Onderschrift:

Foto: Opnamen van het verre sterrenstelsel waarin op 30 maart een supernova werd ontdekt. De opnamen werden gemaakt met de 3,5 meter New Technology Telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. De bovenste opname toont de supernova, vlak rechtsboven het stelsel, op 3 april. Op de middelste opname, drie weken later, is de helderheid al een stuk afgenomen. Op de onderste opname, van 28 mei, is de gexplodeerde ster niet meer te zien. (foto: ESO)

Op dit artikel rust auteursrecht van NRC Handelsblad BV, respectievelijk van de oorspronkelijke auteur.