Sinds mensen hebben geleerd dat de Melkweg niet uniek of alleen was aan de nachtelijke hemel, hebben astronomen en kosmologen geprobeerd te achterhalen hoeveel sterrenstelsels er in het heelal zijn. En tot voor kort geloofden onze grootste wetenschappelijke geesten dat ze een redelijk goed idee hadden - tussen 100 en 200 miljard.
Een nieuwe studie, gemaakt door onderzoekers uit het VK, heeft echter iets verrassends onthuld over het universum. Met behulp van Hubble's Deep Field Images en gegevens van andere telescopen hebben ze geconcludeerd dat deze eerdere schattingen met een factor van ongeveer 10 afwijken. Het blijkt dat het heelal in de loop van de tijd tot wel 2 biljoen sterrenstelsels had kunnen bevatten. geschiedenis.
Onder leiding van prof.Christopher Conselice van de Universiteit van Nottingham, Verenigd Koninkrijk, combineerde het team afbeeldingen gemaakt door de Hubble-ruimtetelescoop met andere gepubliceerde gegevens om een 3D-kaart van het heelal te produceren. Vervolgens voegden ze een reeks nieuwe wiskundige modellen toe waarmee ze het bestaan van sterrenstelsels konden afleiden die niet helder genoeg zijn om door huidige instrumenten te worden waargenomen.
Met behulp hiervan begonnen ze te bekijken hoe sterrenstelsels zich de afgelopen 13 miljard jaar hebben ontwikkeld. Wat ze leerden was behoorlijk fascinerend. Ten eerste merkten ze op dat de verdeling van sterrenstelsels door de geschiedenis van het heelal niet eens gelijk was. Bovendien ontdekten ze dat om alles in hun berekeningen op te tellen, er 10 keer meer sterrenstelsels in het vroege heelal moesten zijn dan eerder werd gedacht.
De meeste van deze sterrenstelsels zouden qua massa vergelijkbaar zijn met de satellietstelsels die rond de Melkweg zijn waargenomen, en zouden te zwak zijn om te worden opgemerkt door de instrumenten van vandaag. Met andere woorden, astronomen hebben tot nu toe slechts ongeveer 10% van het vroege heelal kunnen zien, omdat de meeste van zijn sterrenstelsels te klein en te zwak waren om zichtbaar te zijn.
Zoals Prof. Conselice uitlegde in een Hubble Science Release, kan dit helpen om een aanhoudend debat over de structuur van het heelal op te lossen:
"Deze resultaten zijn een krachtig bewijs dat er in de geschiedenis van het universum een aanzienlijke evolutie van de melkwegstelsels heeft plaatsgevonden, waardoor het aantal sterrenstelsels door fusies tussen hen dramatisch is verminderd, waardoor hun totale aantal is verminderd. Dit geeft ons een verificatie van de zogenaamde top-down structuurvorming in het universum. ”
Om het op te splitsen, stelt het 'top-down model' van de vorming van sterrenstelsels dat sterrenstelsels worden gevormd uit enorme gaswolken die groter zijn dan de resulterende sterrenstelsels. Deze wolken begonnen in te storten omdat hun interne zwaartekracht sterker was dan de druk in de wolk. Op basis van de snelheid waarmee de gaswolken roteerden, zouden ze ofwel een spiraal ofwel een elliptisch sterrenstelsel vormen.
In tegenstelling hiermee stelt het "bottom-up model" dat sterrenstelsels tijdens het vroege heelal zijn ontstaan als gevolg van het samenvoegen van kleinere klonten van ongeveer de grootte van bolvormige sterrenhopen. Deze sterrenstelsels zouden dan door hun onderlinge zwaartekracht in clusters en superclusters kunnen worden getrokken.
Naast het helpen oplossen van dit debat, biedt deze studie ook een mogelijke oplossing voor de Olbers 'Paradox (ook bekend als' de donkere nachthemelparadox '). Vernoemd naar de 18e / 19e-eeuwse Duitse astronoom Heinrich Wilhelm Olbers, behandelt deze paradox de vraag waarom - gezien de uitgestrektheid van het heelal en alle lichtgevende materie daarin - de lucht 's nachts donker is?
Op basis van hun resultaten vermoedde het Britse team dat hoewel elk punt aan de nachtelijke hemel een deel van een sterrenstelsel bevat, de meeste onzichtbaar zijn voor het menselijk oog en moderne telescopen. Dit komt door een combinatie van factoren, waaronder de effecten van kosmische roodverschuiving, het feit dat het heelal dynamisch is (dat wil zeggen altijd uitdijend) en de opname van licht door kosmisch stof en gas.
Onnodig te zeggen dat toekomstige missies nodig zullen zijn om het bestaan van al deze onzichtbare sterrenstelsels te bevestigen. En in dat opzicht kijken Conselice en zijn collega's naar toekomstige missies - die in staat zijn om sterren en sterrenstelsels in het niet-zichtbare spectrum te observeren - om dat mogelijk te maken.
'Het verbaast de geest dat meer dan 90 procent van de sterrenstelsels in het universum nog niet is bestudeerd', voegde hij eraan toe. 'Wie weet welke interessante eigenschappen we zullen vinden als we deze sterrenstelsels ontdekken met toekomstige generaties telescopen? In de nabije toekomst zal de James Webb-ruimtetelescoop deze ultrafijne sterrenstelsels kunnen bestuderen. ”
Begrijpen hoeveel sterrenstelsels er in de loop van de tijd zijn geweest, is een fundamenteel aspect van het begrijpen van het heelal als geheel. Met elk geslaagd onderzoek dat probeert op te lossen wat we kunnen zien met onze huidige kosmologische modellen, komen we veel dichterbij!
En geniet zeker van deze video over enkele van de meest verbluffende beelden van Hubble, met dank aan HubbleESA:
