5 februari 1963  – Maarten Schmidt ontdekt de eerste quasar

Maarten Schmidt toonde in 1963 aan dat quasars enorm ver van ons verwijderd zijn en dat ze onvoorstelbaar helder zijn. Het veranderde destijds ons beeld wat we hadden over het heelal.

Op 5 februari 1963 loste de Nederlandse astronoom Maarten Schmidt een raadsel over de quasi-stellaire radiobron 3C273 op die de manier waarop we over ons heelal zouden denken drastisch veranderde. De radiobron 3C273 leek een stervormig object te zijn dat een vreemde jet vertoonde. Maar in het spectrum, de verzameling golflengtes van het licht van de radiobron, leek het een vreemd object. Astronomen gebruiken de spectra van verre objecten om er informatie over de samenstelling uit te halen. Maar, in 1963, leek het er op dat de emissielijnen in het spectrum van 3C273 niet overeenkwamen met de ons bekende chemische elementen. Schmidt echter realiseerde zich plotseling dat 3C273 het heel algemene element waterstof bevatte. Hij realiseerde zich dat de spectraallijnen van waterstof er vreemd uitzagen omdat ze helemaal naar het rode deel van het spectrum waren verschoven. Een dergelijke grote roodverschuiving kon alleen maar mogelijk zijn als 3C273 er ver van ons verwijderd zou zijn, op een afstand van ongeveer 3 miljard lichtjaar. Schmidt realiseerde zich direct de grote gevolgen van zijn ontdekking.

Die gevolgen zijn als volgt. Om op zo’n grote afstand nog zichtbaar te zijn moet 3C273 erg helder en krachtig zijn. Men denkt nu dat de quasar schijnt met de kracht van 2 biljoen sterren als onze Zon. Dat is honderden keren meer licht dan ons eigen Melkwegstelsel. Maar 3C273 blijkt een doorsnede van minder dan een lichtjaar te hebben, dit in tegenstelling tot de 100.000 lichtjaar van onze Melkweg.

Dus 3C273 bevindt zich niet alleen erg ver weg maar straalt ook heel veel licht uit en dat impliceert energie-producerende processen die in 1963 nog niet bekend waren. Schmidt kondigde zijn ontdekking aan in het tijdschrift Nature van 16 maart 1963.

Tegenwoordig zijn er honderdduizenden quasars bekend en velen zijn verder verwijderd en veel helderder dan 3C273. Het is niet overdreven om te stellen dat ze de sterrenkunde hebben veranderd. Waarom zijn deze sterke quasars zo ver van ons verwijderd? Omdat licht een maximale snelheid heeft kijken we als we naar ver verwijderde objecten kijken ook terug in de tijd. Met andere woorden, quasars bestonden in het jonge heelal. Ze bestaan niet in onze tijd. Waarom?

In de jaren ’60 waren 3C273 en andere quasars een sterk bewijs tegen de Steady State Theorie van Fred Hoyle die stelde dat er tijdens het uitdijen van het heelal steeds weer nieuwe materie wordt gemaakt en dat leidt tot een heelal dat overal hetzelfde is. Quasars toonden aan dat het heelal niet overal hetzelfde is en dat luidde het begin in van de Oerknal-theorie.

Maar zelfs voor 1963 verloor de Steady State theorie al steeds meer terrein. De ontdekking van Maarten Schmidt over de ware aard van quasar 3C273 veranderde wel voorgoed de manier waarop we over ons heelal denken.

In andere woorden, het idee dat 3C273 enorm helder was en toch ook erg klein suggereerde dat er krachtige energiebronnen moesten zijn die astronomen voorheen niet voor mogelijk hadden gehouden. 3C273 gaf astronomen een van de eerste aanwijzingen dat e leven in een heelal vol met kolossale explosieve gebeurtenissen, en extreme temperaturen en helderheden, een plaats waar mysterieuze zwarte gaten voorkomen en er een belangrijke rol spelen.

Wat zijn quasars? Tegenwoordig geloven astronomen dat een quasar een compact gebied is in het centrum van een sterrenstelsel in het vroege heelal. Het compacte gebied omringd vermoedelijk een massief zwart gat, vergelijkbaar met het zwarte gat dat in het centrum van ons eigen sterrenstelsel en dat van veel zo niet alle andere sterrenstelsels verblijft. Men denkt dat de enorme helderheid van een quasar het resultaat is van processen die in de accretieschijf van het zwarte gat plaatsvinden. Deze superzware zwarte gaten slokken hele sterren op als die te dicht in de buurt komen.

De naam “quasar” werd in 1964 voor het eerst gebruikt door de astrofysicus Hong-Yee Chiu in een publicatie in het tijdschrift Physics Today. Hij schreef: Tot nu toe is de klungelige lange naam “quasi-stellar radio source” gebruikt om deze objecten ter beschrijven. Omdat de herkomst van deze objecten volledig onbekend is, is het lastig om er een werkbare geschikte naam voor te bedenken die de eigenschappen van de objecten omvat. Voor het gemak zullen ze in dit artikel worden afgekort tot “quasar”.

Eerste publicatie: 5 februari 2019
Bron: Earthsky