Is de ruimte echt zwart?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Als we naar de nachtelijke hemel kijken, lijkt het alsof alles om ons heen donker is, vooral als de lucht bewolkt is en de sterren niet zichtbaar zijn. Planeten, sterrenstelsels en nevels, vastgelegd door ruimtetelescopen en genereus gedeeld met het grote publiek, schijnen tegen een achtergrond van zwarte, koude ruimte. Maar is de ruimte echt zwart?

Volgens nieuw onderzoek is het heelal misschien niet zo donker als astronomen dachten. Met behulp van de camera's van het automatische interplanetaire station New Horizons, dat ooit Pluto bezocht om de duisternis van de interplanetaire ruimte te meten, concludeerden de onderzoekers dat we nog steeds een slecht idee hebben van wat het universum is.

De resultaten die tijdens het onderzoek werden verkregen, toonden aan dat de lege ruimte op zes miljard kilometer van de zon, ver van heldere planeten en licht verstrooid door interplanetair stof, ongeveer twee keer zo helder was als verwacht.

Hoe donker is de ruimte?

Eeuwenlang is de duisternis van de nachtelijke hemel de bron geweest van een paradox, genoemd naar de Duitse astronoom Heinrich Wilhelm Olbers. Vermoedelijk eindigt in een oneindig statisch universum elke zichtlijn bij een ster, dus zou de lucht er niet zo helder moeten uitzien als de zon? Astronomen weten tegenwoordig dat het heelal 13,8 miljard jaar oud is en dat het zich steeds sneller uitbreidt. Als gevolg hiervan eindigen de meeste zichtlijnen niet bij de sterren, maar bij de vervagende gloed van de oerknal, en de gloeigolven zijn nu zo uitgebreid dat ze onzichtbaar zijn voor het oog. Dit is wat de lucht donker maakt. Maar hoe donker is de duisternis?

Onderzoekers van het National Optical Astronomical Observatory in Arizona bestudeerden licht in de verre ruimte met behulp van NASA's New Horizons-missie.

Het ruimtestation New Horizons werd gelanceerd op 19 januari 2006 en vloog op 14 juli 2015 langs Pluto. Op 1 januari 2019 vloog New Horizons langs Arrocot, voorheen Ultima Thule genoemd, een van de talloze ruimte-ijsbergen die de Kuipergordel aan de rand van het zonnestelsel bewonen. Vandaag zet het station zijn ruimtereis met succes voort.

De metingen van de astronomen, gepubliceerd in de nieuwe studie, zijn gebaseerd op zeven beelden van de New Horizons warmtebeeldcamera voor langeafstandsverkenning, genomen terwijl het station zich op ongeveer 2,5 miljard kilometer van de aarde bevond. Op deze afstand bevond het ruimtevaartuig zich ver buiten de gloed van planeten of interplanetair stof, wat mogelijk de kwaliteit van afbeeldingen zou kunnen beïnvloeden.

"Met een telescoop aan de uiterste rand van het zonnestelsel kunnen we vragen stellen over hoe donker het werkelijk is in de ruimte", schrijven de auteurs van het artikel, gepubliceerd op de preprint-server van Arxiv. “Tijdens ons werk gebruikten we afbeeldingen van verre objecten in de Kuipergordel. Trek ze en eventuele sterren af, en je hebt een heldere hemel."

Foto's van NASA's New Horizons-missie

Volgens The New York Times is de New Horizons-camera een "witlichtvormer" die licht in een breed spectrum accepteert en zichtbare en sommige ultraviolette en infrarode golven bedekt. De resulterende afbeeldingen werden vervolgens verwerkt - in alle afbeeldingen werd al het licht verwijderd van alle bronnen die astronomen bekend zijn, inclusief eventuele relatief nabije sterren.

Door de verkregen beelden te verwerken, hebben de onderzoekers ook het licht verwijderd dat afkomstig is van sterrenstelsels, die, zoals de auteurs van het wetenschappelijke werk geloven, bestaan, maar nog niet zijn gedetecteerd. Als resultaat werden diepe ruimtebeelden verkregen zonder enige lichtvervuiling. Interessant is dat, hoewel alle lichtbronnen (zowel bekende als onbekende) zijn verwijderd, er nog steeds veel licht is in de resulterende afbeeldingen. Waar het resterende licht precies vandaan komt, is niet bekend.

Onderzoekers geloven dat licht afkomstig kan zijn van nog niet ontdekte sterren of sterrenstelsels. Het kan echter niet worden uitgesloten dat het licht in de resulterende beelden iets geheel nieuws kan zijn. Er zal ongetwijfeld meer onderzoek worden gedaan naarmate wetenschappers blijven zoeken naar bronnen van lichtvervuiling, maar de bron van extra lichtfotonen blijft vandaag een mysterie.

Volgens Dan Hooper, een natuurkundige aan het Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, heeft hij gesuggereerd dat mysterieuze donkere materie de boosdoener is voor de extra verlichting. In een e-mail aan The New York Times zei hij dat hij en zijn collega's, nadenkend over een mogelijke lichtbron, nooit nieuwe fysica hadden bedacht om de aanwezigheid ervan in de afbeeldingen te verklaren, "behalve een paar echt onaantrekkelijke opties."

Er wordt aangenomen dat het heelal gevuld is met "donkere materie", waarvan de exacte inhoud onbekend is, maar waarvan de zwaartekracht de voor ons zichtbare ruimte vormt. Volgens sommige theorieën zou deze materie wolken van exotische subatomaire deeltjes kunnen zijn die radioactief vervallen of botsen en vernietigen in uitbarstingen van energie die licht toevoegen aan de universele gloed. Een andere mogelijke aanwijzing kan een veelvoorkomende fout zijn.

Volgens de auteurs van de studie bestaat de mogelijkheid dat astronomen zich vergist hebben en de lichtbron hebben gemist, de waarheid is slechts 5%. Nou, hopelijk kan toekomstig onderzoek licht werpen op dit donkere stukje nabije ruimte.