m82

Astronomen hebben met behulp van de LOFAR-radiotelescoop de grootste koolstofatomen buiten onze Melkweg ontdekt. Aan de hand daarvan kunnen ze nu bepalen hoe koud en compact het gas dat rond deze atomen vertoeft, is.

De onderzoekers ontdekten de grote koolstofatomen in M82. Een sterrenstelsel waarin veel sterren ontstaan: ongeveer tien keer zoveel als in onze Melkweg.

De atomen
“Koolstofatomen zijn ongeveer een half miljoen keer zo klein als de dikte van een mensenhaar,” vertelt onderzoeker Leah Morabito, verbonden aan de Universiteit Leiden. “Maar in koud, ijl gas kunnen ze wel een miljard keer groter zijn. Het buitenste elektron draait dan op een veel grotere afstand rond de kern van een koolstofatoom.” Het buitenste elektron kan dan worden ingevangen door een ander atoom dat een elektron te weinig heeft. In het lichtspectrum is dan een zogenoemde spectraallijn te zien: spectraallijnen vormen samen de vingerafdruk van een chemisch element zoals – in dit geval – koolstof.

Op de foto zie je sterrenstelsel M82, de waargenomen spectraallijn (links) en de grootte van de koolstofatomen (rechts). Afbeelding: NASA / ESA / The Hubble Heritage Team (STScI / AURA).

Op de foto zie je sterrenstelsel M82, de waargenomen spectraallijn (links) en de grootte van de koolstofatomen (rechts). Afbeelding: NASA / ESA / The Hubble Heritage Team (STScI / AURA).

Veertig jaar later
Voor het eerst hebben onderzoekers de koolstoflijn nu in een ander sterrenstelsel gedetecteerd. Dat gebeurde veertig jaar nadat onderzoekers voorspelden dat dat mogelijk zou zijn. Dat het zo lang geduurd heeft, is niet heel gek. De koolstoflijn is met name in warm of compact gas moeilijk te detecteren. In sterrenstelsels waar veel sterren ontstaan – en het gas dus koud en ijl is – gaat dat beter. Maar de meeste radiotelescopen nemen juist waar op frequenties waarop de koolstoflijn niet te zien is, terwijl andere telescopen weer niet gevoelig genoeg zijn om de koolstoflijn waar te nemen.

LOFAR
Onderzoekers zijn er nu dus in geslaagd om die grote koolstofatomen toch op te sporen. En wel met behulp van radiotelescoop LOFAR. Een gevoelige telescoop die tevens een groot bereik heeft. “LOFAR is wat dit betreft uniek. We hebben nu een telescoop die een nieuw venster op het heelal opent.”

De koolstofatomen kunnen meer inzicht geven in het sterrenstelsel waarin ze zijn aangetroffen. Zo kan aan de hand van de atomen de temperatuur en dichtheid van het gas – dat invloed heeft op de stervorming en de evolutie van M82 – worden vastgesteld.