Astronoom Maarten Schmidt op 92-jarige leeftijd overleden
Maarten Schmidt, de vader van de quasars genoemd, is op 17 september 2022 op 92-jarige leeftijd overleden. De wetenschappelijke wereld rouwt om de dood van de Nederlandse astronoom Maarten Schmidt, emeritus hoogleraar aan Caltech in Californië. Hij overleed op zaterdag 17 september 2022. Hij werd 92 jaar. Zijn dood werd op 19 september wereldkundig gemaakt en verspreidt zich nu langzaam.
Schmidt eureka-moment op 5 februari 1963 veranderde de astronomie ingrijpend en veranderde ook de manier waarop de mensheid naar het heelal keek. Schmidt bestudeerde wat toen een quasi-stellaire radiobron werd genoemd met de aanduiding 3C273. Zoals alle bekende quasars in die tijd zag dit mysterieuze object eruit als een ster met de toevoeging van een mysterieuze jet. Maar nog vreemder was het spectrum.
Astronomen onderzoeken het spectrum, oftewel het bereik van golflengtes van het licht, dat een ster uitzendt om de sasmenstelling van het object te ontcijferen. Maar de emissielijnen van het spectrum van 3C273 kwamen niet overeen met bekende chemische elementen. Schmidt realiseerde zich plotseling dat 3C273 het heel gewone element waterstof bevatte. Het was lastig te identificeren omdat de spectraallijnen van waterstof niet verschenen waar men ze verwachtte. In plaats daarvan waren ze sterk verschoven naar het rode einde van het spectrum.
Zo’n grote roodverschuiving zou kunnen optreden als 3C273 erg ver verwijderd zou zijn, op zo’n 3 miljard lichtjaar afstand.
Waarom zijn quasars belangrijk?
En dit waren de implicaties: om de quasar zo ver weg en nog steeds zichtbaar te aken moet 3C273 intrinsiek zeer helder en krachtig zijn. Men denkt nu dat de quasar schijnt met et licht van twee biljoen sterren zoals onze Zon. Dat is honderden keren het licht van ons hele Melkwegstelsel. Toch lijkt 3C273 minder dan een lichtjaar in doorsnede te zijn, in tegenstelling tot 100.000 lichtjaar voor onze Melkweg.
De quasar 3C273 is niet alleen ver weg. De quasar is ook buitengewoon lichtgevend, dit duidt op krachtige energie-producerende processen die in 1963 onbekend waren. Schmidt kondigde zijn onthulling over quasars aan op 16 maart 1963 in het tijdschrift nature.
Tegenwoordig zijn er honderdduizenden quasars bekend en velen zij verder weg en krachtiger dan 3C273. Het is niet overdreven om te zeggen dat ze de astronomie op zijn kop hebben gezet. Waarom bevinden deze krachtige quasars zich bijvoorbeeld zo ver weg in de ruimte? Licht reist met een eindige snelheid van 300.000 kilometer per seconde en we zien quasars alleen in de verre ruimte en dus in het verre verleden. Deze vreemde objecten bestonden alleen in het vroege heelal en bestaan niet meer in het huidige heelal. Waarom?
Einde van de Steady State-theorie
Het is nu moeilijk te geloven maar de Oerknaltheorie, die stelt dat alle materie, ruimte en tijd zo’n 13,8 miljard jaar geleden in een enorme explosie zijn ontstaan, stond gedurende een groot deel van de 20ste eeuw niet op vaste grond onder wetenschappers. De Oerknaltheorie concurreerde met een andere prominente theorie, de Steady State-theorie.
In de Jaren ’60 waren 3C273 en andere quasars sterk bewijs tegen de Steady State-theorie van Fred Hoyle. Deze theorie suggereerde dat er voortdurend materie wordt gemaakt terwijl het heelal uitdijt. Dit leidt tot een heelal dat overal hetzelfde is. De quasars toonden aan dat het heelal niet overal hetzelfde is en hielpen zo de Oerknal-kosmologie in het zadel.
Maar de Steady State-theorie had al voor 1963 terrein verloren. De grootste verandering die door Maarten Schmidts onthulling over quasar 3C273 werd veroorzaakt was de manier waarop we over het heelal denken.
Met andere woorden, het idee dat 3C273 extreem lichtgevend was en toch zo’n relatief kleine ruimte in beslag nam suggereerde krachtige energieën die astronomen net eerder hadden overwogen. 3D273 gaf astronomen een van hun eerste hints dat we leven in een heelal van kolossale explosieve gebeurtenissen – en extreme temperaturen en helderheid – een plek waar mysterieuze zwarte gaten in overvloed aanwezig zijn en een belangrijke rol spelen.
In 1963 gaf de ontdekking van Schmidt astronomen een ongekende blik op hoe het heelal zich in een veel jongere periode in zijn geschiedenis gedroeg, miljarden jaren vóór de geboorte van de Zon en de planeten. Later ontdekte Schmidt, samen met zijn collega Donald Lynden-Bell dat quasars sterrenstelsels zijn met superzware zwarte gaten op miljarden lichtjaren afstand en geen sterren in ons eigen sterrenstelsel zoals ooit werd aangenomen. Zijn baanbrekende werk heeft de schaal van het waarneembare heelal drastisch vergroot en onze huidige blik op de gewelddadige aard van het heelal, waarin massieve zwarte gaten een dominante rol spelen, verder ontwikkeld.
Wat zijn quasars?
Tegenwoordig geloven astronomen dat een quasar een compact gebied in het centrum van een sterrenstelsel in het jonge heelal is. Men denkt dat het compacte gebied een centraal superzwaar zwart gat omringt, net zoals het zwarte gat waarvan men denkt dat het zich in het centrum van ons eigen sterrenstelsel en vele (of de meeste) andere sterrenstelsels bevindt. Men denkt dat de krachtige helderheid van een quasar het resultaat is van processen die plaatsvinden in een accretieschijf, de schijf van materiaal rond het zwarte gat, aangezien deze superzware zwarte gaten sterren verteren die te dicht bij komen. Dit soort activiteiten vinden plaats tijdens het samensmelten van sterrenstelsels en dat gebeurde in het jonge heelal erg vaak.
De Amerikaans-Chinese astrofysicus Hong-Yee Chiu bedacht in 1964 de naam quasar. Hij schreef daarover in een artikel in Physics Today: “Tot nu toe wordt de onhandig lange naam “quasi-stellaire radiobronnen” gebruikt om deze objecten te omschrijven. Omdat de aard van deze objecten volledig onbekend is, is het moeilijk om er een korte, passende nomenclatuur voor te maken, zodat hun essentiële eigenschappen duidelijk zijn uit hun naam. Voor het gemak wordt in dit artikel de verkorte term “quasar” gebruikt.”
Momenteel is ULAS J1342+0928 de verst bekende quasar, maar deze kan elk moment worden onttroond. De quasar heeft een roodverschuiving van z=7,54 en bestond al toen het heelal ongeveer 690 miljoen jaar oud was. Dat is ongeveer 5% van de huidige leeftijd van het heelal.
Wie was Maarten Schmidt?
Schmidt werd in december 1929 in Groningen geboren. Hij behaalde zijn bachelor en master aan de universiteit van Groningen en promoveerde in 1956 aan de universiteit van Leiden en behaalde in 1966 aan de Yale universiteit een doctoraat in de wetenschappen.
Na het behalen van zijn doctoraat deed Schmidt twee jaar als Carnegie fellow postdoctoraal werk bij de observatoria van Mount Wilson en Mount Palomar. Daarna keerde hij een jaar terug naar de universiteit van Leiden voordat hij naar de Verenigde Staten verhuisde.
Schmidt trad in 1959 in dienst bij Caltech als universitair hoofddocent astronomie. Hij werd in 1964 gewoon hoogleraar, in 1981 instituutshoogleraar en in 1989 Moseley-hoogleraar. Hij ging in 1996 met pensioen als emeritus Moseley hoogleraar. Van 1972 tot 1975 was hij ook directeur astronomie, van 1976 tot 1978 voorzitter van de afdeling Natuurkunde, Wiskunde en Sterrenkunde en van 1978 tot 1980 directeur van de Hale sterrenwachten.
Samengevat: Maarten Schmidt overleed op 17 september 2022 op 92-jarige leeftijd. Schmidt ontrafelde de geheimen van quasars en duwde de randen van het heelal verder terug. Zijn inzichten in de meest verre en lichtgevendste bekende objecten heeft de manier waarop wetenschappers naar het heelal kijken veranderd.
Eerste publicatie: 24 september 2022
Bron: EarthSky & anderen
