EN STER DIE GEEN STER IS...
Nieuw en boeiend
orobleem houdt astronomen bezig
het hart van het Melkwegstelsel gebeuren vreemde dingen
I
Door Eibert
H. Bunte en
A. G. Jansen
WIE WEET WAT
EEN QUASAR IS?
8?
DE verbreding en verdieping van de wetenschappelijke kennis maakt de laatste
aCYGNl
decennia een welhaast explosieve ontwikkeling door. Dit is zelfs het geval met
**M< T,p* cA2
een van de oudste en rustigste wetenschappen, de sterrenkunde. De laatste jaren
heeft de astronomie, met behulp van technieken die op hun beurt mogelijk waren
gemaakt door de vooruitgang van andere wetenschappen, geheel nieuwe ver
schijnselen ontdekt, die even zo vele raadselen betekenen. De oplossing van deze
raadselen zal waarschijnlijk een nieuwe bijdrage leveren tot de vorming van be
tere inzichten in de vraag, hoe het komt dat het heelal is zoals het is. Het is
een zeer gecompliceerde materie. Toch willen wij op deze pagina een poging
doen om duidelijk te maken waar het om gaat
uitbreiden,
band van
jes geknipt en onder elkaar
zwarte, verticale lijntjes zijn
sorptielijnen, die de astronomc
bijzonderheden vertellen ovei
sche samenstelling, snelheid e
van de ster. Onder: De pracht
van ons Melkwegstelsel
legd. De
de ab-
allerlei
afstand
rolle wanneer zij wordt
iChe kijkers. Dit is het deel van ons ster
enstelsel dat wij zien als wij in de rich-
ins: van het sterrenbeeld Boogschutter
Het heelal is een ruimte vol raadsels. En alsof de astronomen al niet genoeg te doen heb-
m is er weer een boeiende vraag bijgekomen. We kennen planeten en sterren, meteoren
kometen, melkwegstelsels en gasnevels. Maar wat is een quasar? Op deze vraag zal een
stronoom op het ogenblik het antwoord schuldig blijven. Ten hoogste zal hij zeggen, dat het
te is dat nog maar enkele ja-
A Rechts boven: Met de grote radii
geleden werd ontdekt, telescoop in Dwingeioo, die i
laar waarvan geen mens kan "V°,
Eggen wat het is. Het is geen de fciten aan het licl»t hebben gebracht
.11 ffites aangaande het centrum van ons Melk
er, het IS geen sterrenstelsel, <r wegstelsel. Hiernaast: De Krabnevel in
ft is iets daar tussenin. Het fe Sïï™
U wel eens iets kunnen zijn een enorme explosie doormaakte e
te hoeveelheden gas uitstootte. W«
It, eenmaal doorgrond, onze negen eeuwen later, deze gaswolk
wattingen over het heelal Skf
menteel zou kannen wij- WMTÈÊ "uQUÊÊ l>and Tan .een steiT-enspectrum, in stuk-
Quasar is de samentrekking van
In Engelse aanduiding: Quasi Stel-
r Radio Source. Het woord is bij
[tronomen niet populair, omdat
et een aanduiding is die niets zegt.
jet betekent: een bron van radio-
taling, die op een ster lijkt doch
it niet is. Wat het dan wèl is, is
|t net de grote vraag. Vast staat,
tt we in de quasar te maken heb-
fel met een natuurverschijnsel, dat het leven van alledag. De claxon
1 geen enkel bekend kader past, -
et alle menselijke voorstellings-
fcnnogen te boven gaat. zich van ons af beweegt. Door dé dromedanëvèl? Ook" dat'"kon" niet
beweging van de auto treedt een kloppen. Over het algemeen ontlo-
verschuivmg op in de frequentie pen zulke stelsels elkaar niet veel
van de luchttrillingen, die ons oor in afmetingen, en zelfs op zeer gro-
raken. te afstanden blijven ze, wanneer ze
✓n. c.Cftl.Uiua6.«.t.ov..v ov*a.M.6 der§eliiks doet zich ook voor door lichtsterke telescopen worden
langere golflengte uitzenden, ,mit. ]n het sPectrum yan een gefotografeerd met urenlange he
aling in het gebied der radiogol- llclltdron. d|e zich ten opzichte van lichtingstijden, herkenbaar als vlek-
en derhalve radiostraling ge- beweegt, veranderen de fre- jes, vage, zwartachtige veegjes op
md. Het onderzoek daarvan met ^ent,es yan de absorptiehjnen; de de doorschijnende achtergrond van
liotelescopen zoals Nederland .ljneii versyhuiven naar de lagere, het negatief. De geheimzinnige ra-
een heeft staan in het Drentse derode kant als de bron zich verwij- diobron was en bleef een puntje,
dert en naar de hogere, de violet- niet te onderscheiden van een ster.
te kant als hij nadert. Anders dan Conclusie: hier was iets, dat hei
bij het geluid is de verschuiving derder was dan een ster en kleiner
bij het licht gering; zij wordt pas dan een sterrenstelsel, dat dus
meetbaar bij naar aardse nor- enorme hoeveelheden energie uit-
men grote snelheden, zo van ve- straalde op alle frequenties; zoveel
le tientallen kilometers per secon- energie, dat het niet in aardse ter-
^e- men of begrippen valt uit te druk-
ken, tenzij men zou willen spreken
Werkelijk opvallend wordt het ov?.r ve™°gens van triljoen maal
triljoen kilowatts.
Wat gebeurt daar, miljarden
Is het dan misschien een sterren
van een auto klinkt hoger wanneer stelsel, vergelijkbaar met onze
hij ons nadert en lager wanneer hij Melkweg en, bij voorbeeld, de
iSterrea stralen licht uit; daar-
kunnen wij ze zien. Doch kort
de oorlog werd ontdekt, dat
j ook elektromagnetische straling
wingeloo heeft tal van opmer-
Onvoorstelbare
bronnen van
energie
ho
verschijnsel pas als men de spectra
bekijkt van de sterrenstelsels, sys
temen als ons Melkwegstelsel, elk lichtjaren van ons af in de diepste
zo tussen de 100 en 200 miljard diepten van het heelal? Geen astro-
sterren bevattend. Al deze stelsels
verwijderen zich van elkaar, en
naarmate hun afstand tot ons gro
ter is bewegen zij zich sneller. Er
zijn snelheden bij van vele tiendui
zenden kilometers per seconde! Bij
noom durft er zich met enige stel
ligheid over uit te laten. Ten hoog
ste komt men met een enkele voor
zichtige veronderstelling. Zo hebben
twee Amerikanen, Zwicky en Bur-
bidge, de mogelijkheid geopperd,
dat een quasar bestaat uit een
groot aantal dicht bij elkaar staan
de sterren, die stuk voor stuk ont
ploffen nadat zij elkaar hebben
„aangestoken".
Ontploffende sterren kent de as
tronomie sinds eeuwen, in twee
soorten zelfs: novae en superno
vae. Het zijn sterren, die ten ge
volge van de kernfysische proces
sen, die zich in hun binnenste af
spelen, opeens uit elkaar spatten,
een groot deel van hun materie uit
stoten en als kleine ster vervolgens
een langzame, miljoenen jaren du
rende dood sterven. De resten van
één zo'n supernova zijn nog te zien
in het sterrenbeeld Stier; de uit
barsting van de ster zelf werd in
1054 door Chinese astronomen ge
signaleerd.
Eén supernova kan, op het
hoogtepunt, evenveel energie uit
zenden als het hele sterrenstelsel
waartoe hij behoort. Zouden in een
quasar bij voorbeeld 100 van zulke
explosies mm of meer gelijktijdig
aan de gang zijn, dan geeft dit al
thans het begin van een verklaring
voor het feit, dat een quasar gemid
deld 100 maal zoveel energie uit
straalt als een sterrenstelsel. Dat
de lichtsterkte fluctuaties vertoont
afneming en toeneming in een
paar maanden zou op deze wij
ze tegelijk verklaard zijn; iedere
explosie zou aanleiding geven tot
een tijdelijke piek in de lichtsterk
te. Overigens blijft dan nog altijd
de vraag open, hoe het dan komt
dat sterren elkaar dn een ketting
reactie aansteken als brokjes steen
kool in een kachel.
Een geheel andere theorie is
voorgesteld door de Britse astro
noom Hoyle, een man die in de
astronomische wereld al verscheide
ne malen de aandacht heeft getrok
ken met stoutmoedige veronderstel
lingen. Zo heeft hij de hypothese
gelanceerd, dat het heelal In een
voortdurende staat van „ontstaan"
verkeert. In de interstellaire ruim
te zouden ten gevolge van de uit
dijing van het heelal nieuwe water
stofatomen worden „gecreëerd".
Deze zouden later condenseren en
vermengd worden met zwaardere
elementen, die door exploderende
sterren zijn uitgestoten, en uit het
mengsel zouden nieuwe sterrenstel
sels ontstaan.
De quasar-theorie van Hoyle
hangt met deze hypothese samen.
De quasar zou de plaats kunnen
zijn, waar de nieuw gevormde ma
terie het heelal „binnenstroomt"
vanuit een of andere ons onbeken
de realiteit. Het heelal heeft drie di
mensies: lengte, breedte en hoog
te, om het in aardse termen uit te
drukken. De nieuwe materie zou
dus uit een vierde dimensie moe
ten komen. Hoyle's idee wordt
enigszins begrijpelijk als we het
verplaatsen naar een twee-dimensio
nale wereld, bij voorbeeld het op
pervlak van een vijver, dat alleen
lengte en breedte kent. Een fon
tein, die boven het water uitsteekt,
zou voor twee-dimensionale bewo
ners van het oppervlak scha
duwfiguren bij voorbeeld onwaar
neembaar zijn; zij kennen immers
geen hoogte of diepte. Als de fon
tein spuit valt in de onmiddellijke
omgeving ervan water in het op-
'fcüjke ontdekkingen opgeleverd, deze stelsels vertonen de spectraal-
'l0| in daarvan was, dat er punten in lijnen een duidelijke „roodverschui-
heelal zijn, die een verhou- ving". Het is in de astronomie rou-
ïgsgewijs zeer sterke radiostra- tinewerk geworden de mate van
ig uitzenden. verschuiving te meten en daaruit
Het lag voor de hand, dat men de snelheid en de afstand van de
benieuwd naar was-- wat de lichtbron af te leiden,
en van deze straling zouden Ook de „radioster" vertoonde dus
n. Sterren? Melkwegstelsels? On- een verschuiving der spectraallij-
kende objecten? Men richtte de nen, en wel een zo sterke, dat men
wone, de optische telescoop op de aanvankelijk met het spectrum
erkste radiobronnen. Drie jaar zelfs helemaal geen raad wist. La-
leden kwam men daarbij voor ter bleek, dat bepaalde lijnen uit
eerste maal tot de ontdekking, het rode deel verschoven waren tot
een bron samenviel met een in het infrarood, en dus niet zicht-
ïr-achtig object De conclusie baar meer waren, en dat lijnen uit
s duidelijk: daar stond een ster, het ultraviolet, die dus normaal
behalve Kcht ook een grote onzichtbaar zijn, in het violet wa-
veelheid radiostraling uitzond, ren terechtgekomen en dus te zien
interessant maar niet zó op- waren. Het gevolg was een wel
varend. haast onherkenbaar spectrum.
wetenschappelijke schok De conclusie, die men wel móést
am, toen men het licht van de trekken was, dat de „radioster"
T onderzocht met de spectro- zich met een enorme snelheid uit
2l»op, een apparaat dat bet licht de voeten maakt. En de grootte van
ïtleedt" tot een langgerekte, d'® snelheid: 100.000 tot 150.000 km
rige band, zoals regendruppels per seconde, betekende tegelijk een
de lucht het zonlicht kunnen ont- afstand van miljarden lichtjaren!
ide 'en tot wat wij een regenboog Zo groot is ons Melkwegstelsel
jemen. lang niet- Het omvat weliswaar al-
In zo'n sterrenspectrum ziet men le sterren die wij zien kunnen en
'lalve kleuren van rood via oran- nog miljarden meer, maar de
geel, groen en blauw naar vio- grootste lengte is toch niet meer dan
ook tal van smalle donkere 100.000 lichtjaren (een lichtjaar is
itjes. Elk daarvan wordt veroor- bijna 10 biljoen km.) en de groot-
ikt door een bepaald chemisch ste „dikte wijkt niet ver af van
iment, dat licht van een aantal de 10.000 lichtjaren. Hieruit volgt,
ste golflengten absorbeert, en al- dat de radiobron niet tot ons ster-
1 hebben ze daardoor in het spec- renstelsel kon behoren. Anders ge-
ira een vaste plaats. Wat in het zegd: het kon 8een s*er z'in van
ieui ectrum van de „radioster" nu op- de soort zoals wij die kennen. Het
el was dat de absorptielijnen niét moest iets zijn, dat een zeer, zeer
.,J hun plaats stonden. grote hoeveelheid energie uitstraal-
Op zich zelf is dat een bekend de. Immers: het was in de optische
hschiinsel. We kennen het ook in kijker zichtbaar.
ber
onnei
LOG
pervlak; eenmaal daar gekomen is
het voor de bewoners wél waar te
nemen, want het maakt dan deel
uit van hun wereld. De bron kun
nen zij niet onderkennen, zij con
stateren slechts, dat op een bepaal
de plaats voortdurend nieuwe ma
terie „ontstaat". Misschien zullen
zij, als ze ontwikkeld zijn, wel
denken, dat het uit zoiets vreemds
als een derde dimensie komt.
Dit denkt Hoyie nu, in onze drie
dimensionale wereld, dat het geval
is met de quasars: het zouden
„fonteinen" kunnen zijn, die, van
uit een vierde dimensie, nieuwe
materie binnen onze waarneming
brengen.
We hebben twee theorieën ge
noemd; er zijn er nog wel meer,
maar het heeft geen zin, bij alle
stil te staan. Alle theorieën zijn
even veel of even weinig waard. Zij
kunnen pas tegen elkaar worden af
gewogen wanneer er veel meer
waarnemingsgegevens zijn verza
meld.
Het moet niet uitgesloten worden
geacht, dat de weg naar een beter
begrip van de quasar zal gaan via
de gebeurtenissen in de kem van
ons eigen Melkwegstelsel; gebeur
tenissen, die ook pas sinds enkele
jaren binnen ons waarnemingsver
mogen liggen.
De kern van ons sterrenstelsel is,
in astronomische termen gespro
ken, naast de deur: slechts enige
tienduizenden lichtjaren. Helaas
echter kunnen onze optische tele
scopen, die toch miljoenen lichtja
ren overbruggen, niet tot die kern
doordringen, doordat er in de Melk
weg gas- en stofwolken zijn, die ons
het uitzicht benemen. Pas toen de
radiotelescopen er waren kon men
eraan denken, het centrum van de
Melkweg te onderzoeken, want de
radiostraling dringt wel door de hin
derlijke wolken heen.
Deze straling, en in het bijzonder
die van het element waterstof op
een golflengte van 21 cm, heeft een
verschijnsel aan het licht gebracht,
dat voorshands op zijn minst even
raadselachtig is ais de quasar. De
kern van ons Melkwegstelsel, zo is
aangetoond, bestaat uit een schijf
vormige massa waterstof met een
middellijn van een kleine 5000 licht
jaren en een dikte, die varieert van
ongeveer 750 lichtjaren in het mid
delpunt tot omstreeks 250 lichtjaren
naar de rand toe. De'nótale hoe
veelheid materie, waaruit deze
schijf bestaat, wordt geschat op
tien miljard maal de massa van de
zon. De schijf roteert als een wa
genwiel: de buitenste delen sneller
dan de binnenste. Aan de rand is
de rotatiesnelheid ongeveer 200 km
per seconde.
Op zich zelf is dit al vreemd ge
noeg; merkwaardiger nog is, dat
uit deze schijf voortdurend met een
snelheid van honderden kilometers
per seco~-,e gas naar buiten
stroomt. Aan de schijf ontspringen
twee spiraalarmen net als wij die
zien bij andere sterrenstelsels, die
vroeger dan ook wel spiraalnevels
werden genoemd en het centrum
ervan is een sterke bron van ra
diostraling.
Dit zijn enkele van de voornaam
ste gegevens w vereenvoudigde
vorm, zoals zij wetenschappelijk ge
formuleerd voorkomen in het proef
schrift The neutral hydrogen in the
central region of the galactic sys
tem, waarop de heer G. W. Rou-
goor op 30 september van dit jaar
aan de Leidse universiteit is gepro
moveerd tot doctor in de wiskunde
en natuurwetenschappen. In deze
dissertatie heeft de heer Rougoor
een bewerking gegeven van waar
nemingen die, sinds het in gebruik
nemen van de grote radiotelescoop
m Dwingeloo m 1956, met dit instru
ment zijn verzameld.
Van het einde van de oorlog af
heeft Nederland een belangrijke rol
gespeeld in de radio-astronomie,
en gezien het feit dat van oudsher
onder de Nederlandse astronomen
vooral grote belangstelling heeft
bestaan voor het Melkwegstelsel
valt het niet te verwonderen, dat
onze radio-astronomen de spiegel
van Dwingeloo vooral op dat stel
sel hebben gericht. Acht jaar nauw
gezet waarnemen hebben nu ge
resulteerd in een publikatie van
een goede zestig bladzijden maar
wie wil weten wèt er in het cen
trum van het Melkwegstelsel aan
de hand is zal zijn weetgierigheid
niet door dit proefschrift bevredigd
zien. Net als in de publikaties over
de quasars vindt men er slechts za
kelijke mededelingen in over wat
is waargenomen. Zoals gezegd kèn
geen enkele astronoom momenteel
verder gaan.
Desondanks kan men proberen
en wij hebben het geprobeerd
bij een astronoom de vraag aan de
orde te stellen, of er misschien ver
band bestaat tussen het quasar
verschijnsel en de merkwaardige si
tuatie in het centrum van het Melk
wegstelsel. Men kan vragen, of d«
waterstofschijf wellicht een klein
quasartje is, of bezig is er een te
worden, of misschien geweest is.
Hoe ook geformuleerd zal het ant
woord altijd ontwijkend zijn en uit
monden in: we weten er niets van.
en we zullen eerst veel meer waar
nemingen moeten doen, liefst met
grotere en betere instrumenten.
Een uitspraak, waaruit de niet
astronoom overigens wèl zeer con
crete conclusies kan trekken. Na
melijk, dat er spijkers met koppen
geslagen dienen te worden inzake de
plannen voor de bouw van een nieu
we radiotelescoop. Al sinds jaren
sleept zich het project voor een Bel
gisch-Nederlandse kruisantenne
moeizaam voort. Het is inmiddels
al verkleind tot een radiotelescoop
van geringere proporties, en of de
Belgen uiteindelijk toch zullen mee
werken is zeer de vraag geworden.
Inmiddels spannen astronomen in
andere landen zich m om de uit
daging, die de nieuwe raadsels voor
een wetenschapsman betekenen, te
aanvaarden. Overal is de radio-as
tronomie bezig zich snel te ontwik
kelen. Wordt aam de Nederlandse
astronomen niet op korte termijn
het instrumentarium verschaft, dat
zij nodig hebben, dan zal ons land
zijn vooraanstaande plaats verlie
zen.
Dat in dat geval een Amerikaan
of een Australiër het raadsel van
de quasar zou oplossen is niet erg.
De wetenschap, en zeker de ster
renkunde, is internationaal; het gaat
er haar alleen om wat er bereikt
wordt, en wie het doet laat haar
onverschillig. Echter, van het strij
den aan het voorste wetenschappe
lijke front gaat een enorme impuls
uit. Die impuls te verliezen zou
een land als het onze op langere
termijn duur te staan komen.
