Dark matter  and yellow galaxies

Hoe kwam de materie bijeen in stelsels?

Vlak na de oerknal was het heelal één grote, hete gasmassa. Maar in een paar honderd miljoen jaar had een deel van het gas zich al tot de eerste sterrenstelsels samengebald. Hoe kwam deze stelselvorming nu eigenlijk op gang?

19 maart 2012

Wat weten we?

We kunnen al sterrenstelsels waarnemen die nog geen 500 miljoen jaar na de oerknal zijn gevormd. Ze zijn zo ver weg dat we ze zien zoals ze er vlak na het ontstaan uitzagen.

Dankzij deze observaties hebben de astronomen een idee hoe de stelselvorming op gang is gekomen. Al ontbreken er nog veel details, ze kunnen wel enigszins volgen hoe kleine stelsels op elkaar botsen en na verloop van tijd versmelten tot de grote stelsels die we kennen.

Het is echter niet duidelijk waardoor het gas, dat destijds het heelal vulde, zich samen begon te pakken tot stelsels. Maar er zijn wel theorieën die de eerste fases van het proces kunnen helpen verklaren.

Kwantumfluctuatie is een belangrijke factor

Astronomen hebben twee factoren op het oog. Ten eerste de kwantumfluctuaties van de oerknal zelf. Deze fluctuaties zorgden ervoor dat het gas niet helemaal homogeen was. Dat wil zeggen dat de dichtheid op sommige plekken iets groter was dan op andere.

In gebieden met een grote dichtheid begon het gas zich vermoedelijk meer samen te trekken, waarna er sterrenstelsels ontstonden. Uit berekeningen blijkt echter dat de materiedichtheid alleen niet genoeg was voor de vorming van stelsels.

Donkere materie is de tweede factor

En daar komt de tweede factor in beeld: donkere materie. Die gedraagt zich niet als gewone materie. Simulaties tonen aan dat donkere materie zich snel verzamelt in lange slierten, die het heelal vullen als spinnenwebben. Vooral waar deze slierten elkaar kruisen heeft donkere materie de extra zwaartekracht kunnen leveren die alles op gang bracht.

Nieuwe observaties van de Hubble en andere telescopen wijzen uit dat de verdeling van sterrenstelsels die je ziet in het heelal, globaal overeenkomt met de berekende verdeling van donkere materie in slierten. Dus mogelijk speelde donkere materie een rol bij het ontstaan.

Een groot probleem is wel dat we nog niet weten wat die donkere materie precies is. En mogelijk zijn er meer factoren die bij het ontstaan hebben geholpen, zoals zwarte gaten.

Krijgen we antwoord?

Met een nieuwe generatie telescopen in de ruimte en op de grond moeten we over een jaar of 20 zo ver terug kunnen kijken tot de oerknal, dat we de vorming van de eerste stelsels kunnen volgen. Met nieuwe kennis over donkere materie is het raadsel op te lossen.

Bekijk ook ...

ONTVANG DE NIEUWSBRIEF VAN WETENSCHAP IN BEELD

Je ontvangt je gratis special, Onze extreme hersenen, als download zodra je je hebt aangemeld voor onze nieuwsbrief.

Ook gelezen

Niet gevonden wat je zocht? Zoek hier: