Radioastronomen vinden een “onzichtbare” sliert koud gas

Artist impressie koude wolk waterstofgas
Een artist impressie van een dunne gaswolk die door de aantrekkingskracht van een passerend ester wordt vervormd. Credit: Mark Myers / OzGrav.

Astronomen hebben met behulp van de Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) in Australië en achtergrond radiosterrenstelsels een langgerekte wolk koud waterstofgas gevonden die ongeveer 13 lichtjaar van ons is verwijderd.

Volgens Yuanming Wang van de universiteit van Sydney en coauteur van het artikel, is een groot deel van de missende baryonische materie aanwezig in de vorm van koude gaswolken in en tussen sterrenstelsels. Dit gas is met conventionele methodieken niet te detecteren. Het zendt namelijk geen zichtbaar licht uit en voor radioastronomie is het te koud om te detecteren.

Wang en haar collega’s gebruikten radiobronnen in de verre achtergrond om te kijken hoe die glinsterden. Ze vonden vijf twinkelende radiobronnen langs een lange lijn aan de sterrenhemel. De analyse van het onderzoeksteam toonde aan dat hun licht door dezelfde wolk koud gas moest zijn gegaan.

Zichtbaar licht dat door de atmosfeer van de Aarde reist wordt vervormd en dat zorgt voor het twinkelen van de sterren die we zien. Bij radiogolven gebeurt iets vergelijkbaars als die door materie bewegen. Ook dan treden er helderheidsvariaties op. Deze twinkeling oftewel scintillatie werd door de astronomen gedetecteerd.

De onderzoekers weten niet precies wat deze vreemde wolk is maar een van de mogelijkheden is dat het gaat om een  koude waterstofwolk die door een nabije ster tot een langgerekte, dunne wolk gas wordt vervormd.

Waterstof bevriest bij -260 °C en theoretici hebben geopperd dat een groot deel van de missende baryonische materie in het heelal zich in dergelijke zeer koude waterstofwolken zou kunnen bevinden.

Baryonische materie is een verzamelnaam voor de twee elementaire deeltjes waaruit atoomkernen zijn samengesteld: protonen en neutronen (en anti-deeltje, het anti-proton, het neutron is zijn eigen anti-deeltje). Baryonische materie is dus “gewone” materie: atoomkernen, onder uitsluiting van neutrino’s, elektronen, fotonen en bijv. gluons en bosons.

Er is echter nu een methodiek bedacht om dergelijke wolken van “onzichtbaar” gas met behulp van sterrenstelsels op de achtergrond te vinden.

De waterstofwolk die nu is gevonden is ongeveer 0,3 lichtjaar lang en heeft een massa die vergelijkbaar is met de massa van de Maan.

De ontdekking was mogelijk doordat de ASKAP een heel groot beeldveld heeft waardoor er in een enkele waarneming tienduizenden sterrenstelsels zichtbaar zijn waardoor men de vorm en de grootte van de gaswolk kon bepalen.

Het is voor het eerst dat meerdere twinkelende radiobronnen achter dezelfde wolk van koud gas zijn gevonden. De komende jaren zullen astronomen in staat zijn om met ASKAP en  vergelijkbare methodes, een groot aantal van dergelijke gasstructuren in ons sterrenstelsel te vinden.

De resultaten van het team zijn gepubliceerd in de Monthly Notices van de Royal Astronomical Society.

Artikel: Yuanming Wang et al. ASKAP observations of multiple rapid scintillators reveal a degrees-long plasma filament. MNRAS, published online January 21, 2021;

 

 

Eerste publicatie: 6 februari 2021
Bron: Sci-News