Wie was Allan Sandage

Het is vandaag, 13 november, de sterfdag van de Amerikaanse astronoom Allan Sandage. Hij was de eerste die redelijk nauwkeurige waardes voor de Hubble constante en de leeftijd van het heelal berekende. Hij is vooral bekend om de ontdekking van de quasar 3C 48. Quasars zijn quasi-stellaire radiobronnen die de meest energetische en verre leden van een klasse van objecten zijn die we actieve galactische kernen noemen.

De ontdekking van quasars

Tussen 1917 en 1922 werd het, naar aanleiding van werk van Heber Curtis, Ernst Öpik en anderen, duidelijk dat sommige objecten (nevels) die door astronomen werden gezien in feite verre sterrenstelsels waren net zoals het onze. Maar toen in de jaren ’50 de radioastronomie op gang kwam detecteerden astronomen tussen de sterrenstelsels een klein aantal afwijkende objecten met eigenschappen die niet konden worden verklaard. Men neemt aan dat de eerste quasars eerst als radiobronnen werden opgemerkt. 3C 48 en 3C 273 werden eerst als radiobronnen zonder corresponderend zichtbaar object opgemerkt. Met kleine telescopen en de Lovell Telescope als interferometer bleek dat quasars een heel kleine hoekdiameter hebben. Omstreeks 1960 waren er honderden van deze objecten bekend en gepubliceerd in de Third Cambridge Catalogue terwijl astronomen de hemel afspeurden naar hun optische tegenhangers.

De definitieve identificatie

In 1963 werd door de astronomen Allan Sandage en Thomas Matthews een definitieve identificatie van radiobron 3C 48 met een optisch object gepubliceerd. Astronomen hadden op de plaats van de radiobron een zwakke blauwe ster gevonden en het spectrum ervan verkregen. Omdat dit spectrum veel onbekende brede emissielijnen bevatte die niet geïnterpreteerd konden worden werd een bewering van John Bolton over een grote roodverschuiving niet algemeen geaccepteerd. Er ontstond flinke discussie over wat deze objecten zouden kunnen zijn. Ze werden beschreven als “quasi-stellaire radiobronnen”, of “quasi-stellaire objecten” (QSO’s). deze naam weerspiegelde hun onbekende aard en werd later ingekort tot “quasar”.

De term Quasar

De term “quasar” werd in mei 1964 bedacht door de in China geboren Amerikaanse astrofysicus Hong-Yee Chiu om bepaalde astronomische raadselachtige objecten te beschrijven.

Een quasar is een actieve kern van een sterrenstelsel dat in zichtbaar licht (zoals een ster) bijna puntvormig lijkt en zeer grote hoeveelheden energie uitstraalt in andere golflengte bereiken. Omdat quasars ondanks hun grote afstand relatief helder lijken behoren ze tot de meest lichtgevende objecten in het heelal. Slechts zeer korte heldere verschijnselen (supernova’s, gammaflitsen) kunnen energieker zijn. Quasars zijn even helder over een groot bereik van elektromagnetische straling en hebben karakteristieke spectra met zeer brede emissielijnen die wijzen op gas dat snel beweegt. De lichtgevende materie draait met hoge snelheid om de galactische kern en terwijl dit gebeurt ervaarteen deel van de materie dat zich van de waarnemer af beweegt een roodverschuiving en het deel dat naar de waarnemer toe beweegt een blauwverschuiving. Over het algemeen zorgt dit ervoor dat de spectraallijnen breder worden. Fotometrisch zijn quasars dus te onderscheiden van een ster door de zeer brede spectraallijnen.

Een leerling van Hubble

Allan Sandage wordt als een van de meest invloedrijke astronomen van de 20^ste eeuw beschouwd. Hij studeerde in 1948 af aan de Universiteit van Illinois. Hij behaalde in 1953 zijn Ph.D aan het California Institute of Technology met een proefschrift over de bolvormige sterrenhoop Messier 3. Destijds was Sandage ook een afgestudeerde student-assistent van de kosmoloog Edwin Hubble. Allan Sandage zette Hubble’s onderzoeksprogramma na zijn dood in 1953 voort. Gedurende de jaren ’50 en tot ver in de jaren ’80 werd Sandage beschouwd als de vooraanstaande observationele kosmoloog die een bijdrage leverde aan alle aspecten van de kosmologische afstandsschaal, variërend van kalibrators binnen onze eigen Melkweg tot kosmologisch verre sterrenstelsels.

De eerste goede schatting van de Hubbleconstante

Vanaf 1952 werkte hij bij de Mount Wilson and Palomar Obervatories in Pasadena. In 1958 publiceerde hij de eerste goede schatting voor de Hubble constante waarbij de waarde die Hubble had berekend van 250 werd herzien tot 75 km/s/Mpc. Dit ligt dicht in de buurt van de huidige geaccepteerde waarde. Bovendien voerde Sandage fotometrische studies uit van bolvormige sterrenhopen en berekende hun leeftijd op minstens 25 miljard jaar. Dit bracht hem ertoe te speculeren dat het heelal niet alleen uitdijde maar feitelijk uitdijde en inkromp met een periode van 80 miljard jaar. De huidige kosmologische schattingen van de leeftijd van het heelal zijn daarentegen typisch in de orde van grootte van 14 miljard jaar. Als onderdeel van zijn studies schreef hij samen met Olin J. Eggen en Donald Lynden-Bell een artikel waarin ze voor het eerst de ineenstorting van een proto-galactische gaswolk tot ons Melkwegstelsel beschreven.

Een beïnvloeder van de observationele kosmologie

In zijn artikel uit 1961 “The Ability of the 200-inch Telescope to Discriinate Between Selected World Models” suggereerde hij dat de toekomst van de observationele kosmologie het zoeken naar twee parameters zou zijn: de Hubbleconstante H0 en de vertragingsparameter q0. Dit artikel heeft de waarnemingskosmologie gedurende tenminste drie decennia beïnvloed. Het specificeerde namelijk nauwkeurig de soorten waarnemingstesten die met een grote telescoop konden worden uitgevoerd.

Hij publiceerde ook twee atlassen van sterrenstelsels (Hubble Atlas of Galaxies) in 1961 en 1981. Beide atlassen op basis van het Hubble classificatieschema. In 1962 onderzocht Sandage de mogelijkheid om de temporele variatie van de roodverschuiving van extragalactische bronnen direct te meten. Deze analyse werd bekend als de Sandage-Loeb-test. Daarnaast ontdekte hij een asteroïde. Ook zijn er twee kometen die de naam “Sandage” hebben gekregen.

Allan Sandage werd op 18 juni 1926 geboren en overleed op 84-jarige leeftijd op 13 november 2010  aan alvleesklierkanker.

Eerste publicatie: 13 november 2022
Bron: SciHi, Wikipedia & anderen