Top 10 Sterrenkunde Foto's Die Geschiedenis Hebben Geschreven

Naast de telescoop was de belangrijkste uitvinding op het gebied van de astronomie de camera. Astronomen hoeven met een camera niet meer te vertrouwen op de zwakke waarnemingen die ze in hun notitieboekjes hebben gekrabbeld. In plaats daarvan konden ze wekenlang een enkel frame analyseren en alle details eruit halen. Sindsdien hebben astronomen enkele van de meest ongelofelijke objecten en fenomenen in het heelal in hun lenzen vastgelegd. Sommige astronomie foto's zijn zelfs de geschiedenis ingegaan.

10. De geboorte van een zonnestelsel

Voorheen was het proces dat planeten vormt alleen bekend door middel van wiskundige modellen en computersimulaties. Toen, in 2014, konden astronomen het proces gedetailleerder dan ooit tevoren fotograferen. De foto toont een protoplanetaire schijf, die een pasgeboren ster omsluit - in dit geval HL Tauri - nadat het restmateriaal van de ster zich heeft genesteld. Je zou discrete ringen in de hele schijf kunnen zien. Dit zijn de banen van toekomstige planeten. Het meest verbazingwekkende is dat dit systeem planeten vormt, en HL Tauri is niet meer dan een miljoen jaar oud. Door deze foto geloven astronomen nu dat planeten zich bijna direct na de geboorte van hun ster vormen.

9. Supernova 1987A

Als de meest massieve sterren in het universum sterven, ontploffen ze. De explosie wordt een supernova genoemd en is te zien vanaf miljoenen of miljarden lichtjaren afstand. Helaas zagen we vóór 1987 alleen supernova's op die afstanden, dus de informatie die we over hen verzamelden was zeer beperkt. Toen zagen verschillende waarnemers op een koude winternacht in '87 het licht van een Blauwe Superreus die in de Grote Magelhaense Wolk, een satellietmelkwegstelsel van de Melkweg, op slechts 166.000 lichtjaren afstand was verdwenen. SN 1987A, zoals het werd genoemd, was de dichtstbijzijnde supernova bij de Aarde sinds de Supernova van Kepler in 1604. Daarom was het een zeldzame gelegenheid om de explosieve dood van een ster in detail te bestuderen. Het meeste van wat we vandaag de dag weten over supernova's komt van SN 1987A. Astronomen leerden alle stappen die tot zo'n explosie leiden, kregen onweerlegbaar bewijs dat deze explosies de elementen creëren die nodig zijn voor het leven op Aarde, en waren zelfs in staat om de neutrino's (deeltjes die lijken op elektronen maar veel ongrijpbaarder zijn) te detecteren die in de explosie zijn ontstaan.

8. Scheuren in Europa

Op 9 juli 1979 vloog de Voyager 2 sonde van NASA door Jupiter en onthulde de eerste hoge-resolutie beelden van Europa, een van de manen van de planeet. Door de lage dichtheid wisten de wetenschappers dat Europa een aanzienlijke hoeveelheid water had. De afstand tot de zon (5,2 keer zo groot als de aarde) deed veel wetenschappers echter geloven dat al het water van Europa bevroren was. Daarom reisden er schokgolven door de wetenschappelijke gemeenschap toen Voyager 2 een foto van het oppervlak van Europa terugstuurde waaruit bleek dat het bedekt was met tientallen prominente donkere strepen. Een topografische kaart van Europa identificeerde deze strepen als massieve scheuren in het ijs. Vergelijkbare kenmerken worden gevonden in de ijskappen van de aarde wanneer een vloeibare oceaan onder het ijs het uit elkaar trekt, waardoor het water tussen de scheuren heen en weer bevriest. Wetenschappers geloven nu dat er onder het oppervlak van Europa een kilometers diepe oceaan met vloeibaar water bestaat.

7. Sterren in een baan om de aarde Een superzwaar zwart gat

Sagittarius A* is een mysterieuze radiobron in het centrum van onze Melkweg. Er wordt al lang verondersteld dat Boogschutter A* een extreem ras van zwarte gaten is - een supermassief zwart gat. We denken meestal aan zwarte gaten die achtergelaten worden als de grootste sterren in een supernova gaan. Ze zijn ongeveer zo massief als 10 zonnen. Echter, superzware zwarte gaten zijn miljoenen (en soms miljarden) keer de massa van de Zon. In 2002 werd het bestaan van superzware zwarte gaten in wezen bevestigd toen een team van internationale astronomen een ongelooflijke foto maakte van een ster in een baan rond Boogschutter A*. Het is een griezelig beeld. De ster lijkt in een lege ruimte te draaien, maar hij wordt met 5.000 kilometer per seconde rondgebazuind. Door de baan van deze ster in kaart te brengen konden wetenschappers het zwaartekrachtveld van Boogschutter A* aftasten, wat bijna overtuigend bewijst dat een supermassief zwart gat het enige is dat hij kan zijn. Deze foto bevestigt impliciet dat de mysterieuze massaconcentraties die in de centra van andere melkwegstelsels verschijnen ook supermassieve zwarte gaten zijn.

6. Het Hubble Deep Field

De Hubble-ruimtetelescoop is een van de drukste telescopen ter wereld. Daarom was het een hele verrassing toen wetenschappers in 1995 besloten om de telescoop 10 dagen achtereen op een volledig leeg stuk ruimte te richten. Verbazingwekkend genoeg was het beeld dat opdook helemaal niet leeg. Het bevatte bijna 3.000 melkwegstelsels, die allemaal te flauw waren om eerder te kunnen worden opgenomen. Bijna elk lichtpuntje dat je in het beeld ziet is een melkwegstelsel. Sommige van die sterrenstelsels zijn zo ver weg dat we er 10 miljard jaar geleden naar kijken en een glimp opvangen van de eerste stadia van hun formaties.Bovendien kijken we, omdat er ook dichtere sterrenstelsels in het beeld voorkomen, in wezen naar een tijdlijn van het universum. Het Hubble Deep Field, zoals de foto werd genoemd, is een klein deel van de hemel. (Het is ongeveer 1/30ste van de grootte van de volle maan). Het aantal melkwegstelsels in het veld geeft aan hoe groot ons universum is.

5. Bullet Cluster

Als sterrenkundigen naar een melkwegstelsel kijken, heeft het altijd een sterkere gravitatiekracht dan gerechtvaardigd door de sterren en het gas in het stelsel. Deze discrepantie is een van de grootste mysteries in de astrofysica. Maar het zou opgelost kunnen worden door het bestaan van donkere materie. Donkere materie is een hypothetisch deeltje dat geen enkele interactie heeft met licht, hoewel velen geloven dat het het grootste deel van de materie in het heelal omvat. Of donkere materie bestaat staat nog steeds ter discussie, maar een beroemde foto uit 2006 is een serieus bewijs voor het idee. Het is een foto die de Bullet Cluster wordt genoemd en die twee melkwegclusters in het midden van een botsing vastlegt. De botsing creëerde een unieke opstelling waarbij de sterren worden gescheiden van het gas en het stof. Omdat gas en stof het grootste deel van de massa in een melkwegstelsel uitmaken, zouden ze de sterkste zwaartekracht moeten vertonen. Toch is de zwaartekracht rond de sterren geconcentreerd, wat betekent dat er nog steeds een onzichtbaar zwaargewicht in het heelal is.

4. Foto van een zwart gat

Een foto van een zwart gat klinkt onmogelijk. Zwarte gaten stralen immers per definitie geen licht uit. Het gas dat in een zwart gat valt, straalt echter wel licht uit. Einstein's algemene relativiteitstheorie voorspelt dat een zwart gat een 'schaduw' of 'silhouet' zal creëren tussen het gloeiende gas, en dat is mogelijk om te fotograferen. Omdat dit doel ongelooflijk zwak is, is er in theorie een telescoop nodig ter grootte van de Aarde. Verbazingwekkend genoeg is dat precies wat wetenschappers van de Event Horizon Telescoop hebben gedaan. Ze hebben acht telescopen over de hele wereld gesynchroniseerd om één reuzentelescoop na te bootsen met een diameter die gelijk is aan de afstand tussen de telescopen. De foto toont een supermassief zwart gat, 6,5 miljard keer de massa van de zon, in het hart van de melkweg, M87, ongeveer 55 miljoen lichtjaren verwijderd van de aarde. De gebeurtenissenhorizon (de grens van het zwarte gat) presenteerde zich ook precies zoals Einstein's theorie voorspelde, wat de theorie als nooit tevoren bevestigt.

3. Kosmische achtergrondstraling

Slechts 380.000 jaar na de oerknal was de temperatuur en de dichtheid van het heelal voldoende gedaald om de eerste fotonen (lichtdeeltjes) door de ruimte te laten zoomen. Toen het universum zich uitbreidde, werden deze fotonen uitgerekt tot grotere golflengten. Vandaag de dag observeren we ze als microgolven, dus we noemen ze de Kosmische achtergrondstraling (Cosmic Microwave Background) (CMB). De CMB werd ontdekt in 1965. Maar pas in 1989 werd een satelliet gelanceerd om gedetailleerde metingen te doen en een panoramische kaart van de CMB te maken. Hoewel er in de daaropvolgende jaren meer gedetailleerde kaarten werden gemaakt, was het de eerste kaart die de wereld betoverde. Het legde niet alleen de afdruk van de oerknal vast, maar het verifieerde ook formeel de oerknal-theorie.

2. Hubble's VAR!

Voor 1923 wisten we niet zeker of de Melkweg het hele universum was of dat er andere melkwegstelsels bestonden. Astronomen hadden andere sterrenstelsels gezien, maar alleen als onoplosbare 'vage' plekken die ze in het krijt zetten als nevels. Een van die objecten was het Andromeda-melkwegstelsel. In oktober 1923 richtte de beroemde astronoom Edwin Hubble zich op Andromeda met 's werelds grootste telescoop in die tijd. Hij fotografeerde het sterrenstelsel op een glazen plaat (de manier waarop toen astronomiefoto's werden gemaakt). Na zorgvuldige analyse merkte hij dat één ster zijn helderheid had veranderd ten opzichte van de vorige waarnemingsnachten. Die worden variabele sterren genoemd, en dit specifieke type kan gebruikt worden om de afstand te bepalen. Opgewonden door deze vondst schreef Hubble 'VAR!'. Hij berekende de afstand tot Andromeda en vond dat die ver buiten het bereik van de Melkweg ligt. Zomaar, het universum breidde zich enorm uit. We schatten nu dat er 100 miljard melkwegstelsels in het waarneembare heelal zijn.

1. Zonsverduistering van 1919

Kan de zwaartekracht het licht buigen? Het is een radicaal idee, maar een jonge Albert Einstein was er zeker van. Einstein's algemene relativiteitstheorie heeft niet alleen een revolutie in de astronomie op gang gebracht, maar heeft het hele veld van de fysica voorgoed veranderd. Hoewel Newton de effecten van de zwaartekracht kon beschrijven, antwoordde Einstein in wezen op de vraag: 'Waarom gebeurt de zwaartekracht?' Volgens zijn idee is de ruimte als een trampoline. Als je er een zwaar voorwerp (zoals de Zon) er op legt, dan zal de ruimte buigen. Andere voorwerpen, zoals de Aarde, draaien dan in een baan omdat ze gewoon de natuurlijke kromming van de ruimte volgen. Hoe ongelooflijk de theorie op papier ook is, de wetenschappelijke gemeenschap had natuurlijk bewijs nodig. Volgens Einstein, als je kon bewijzen dat de zwaartekracht van de Zon het licht van de sterren achter de Zon kromtrekt, dan zou zijn theorie bevestigd worden. Echter, zo'n experiment kon alleen gedaan worden tijdens een zonsverduistering zodat de intense zonnestralen de sterren niet zouden verduisteren. In mei 1919, drie jaar na de publicatie van de algemene relativiteitstheorie, deed zich een totale zonsverduistering voor. In opdracht van Einstein nam de beroemde astronoom Arthur Eddington een foto van de verduistering en markeerde de plaats van de sterren achter de verduistering, maar de sterren waren niet waar ze moesten zijn, wat erop wijst dat hun licht werd gebogen. Einstein werd 's nachts een beroemdheid, en de foto werd vereeuwigd in de geschiedenis.