Kosmisch stof bedreigt versnelde uitdijing van het heelal

Een groot deel van het stof dat in zeer verre (en dus zeer jonge) sterrenstelsels wordt waargenomen heeft heel andere eigenschappen dan het stof dat in meer nabije (en dus oudere) stelsels wordt bestudeerd. Dit opmerkelijke verschil is aan het licht gebracht door Italiaanse astronomen, onder leiding van Roberto Maiolino, die de absorptie van licht in een sterrenstelsel op een afstand van 13 miljard lichtjaar hebben bestudeerd (Nature, 30 september). De ontdekking is koren op de molen van astronomen die betwijfelen dat de uitdijing van het heelal door een soort `donkere energie' wordt versneld.

Deze versnelling werd zes jaar geleden afgeleid door twee groepen astronomen, onder leiding van de Amerikanen Saul Perlmutter en Adam Riess, uit de gemeten helderheid van exploderende sterren in verre sterrenstelsels. De verste van deze supernova's zijn wat zwakker dan men zou verwachten bij een heelal dat met constante snelheid uitdijt. In principe zou dit effect echter ook veroorzaakt kunnen worden door de absorptie van het licht van deze sterren door omringend stof. Astronomen hebben steeds beweerd dat zij alle effecten van deze stof-absorptie in rekening hebben gebracht, maar hierbij werd er van uitgegaan dat de stofdeeltjes in verre sterrenstelsels dezelfde eigenschappen hebben als die in de meer nabijgelegen stelsels.

Tot voor kort werd gedacht dat alle minuscule, vaste deeltjes in de ruimte tussen de sterren afkomstig waren van de ijle buitenlagen van oudere, geëvolueerde sterren. Oude sterrenstelsels zouden dus `stoffiger' moeten zijn dan jongere. In de afgelopen jaren is echter ontdekt dat ook heel jonge (dusverre) sterrenstelsels heel veel stof kunnen bevatten. Deze waarnemingen, gecombineerd met theoretisch onderzoek aan sterren, hebben geleid tot de suggestie dat de stofdeeltjes in jonge sterrenstelsels worden geproduceerd tijdens supernova-explosies, door zware sterren die relatief kort leven en dan exploderen. Zulke explosies zouden in het jonge heelal talrijker zijn geweest dan in latere epochen.

Italiaanse astronomen hebben nu voor het eerst experimenteel vastgesteld dat deze stofproductie inderdaad plaatsvindt. Zij bestudeerden een sterrenstelsel uit de tijd dat het heelal nog geen miljard jaar oud was. De manier waarop de stofdeeltjes licht uit het centrum van dit stelsel absorberen wijst er op dat zij andere eigenschappen hebben dan de stofdeeltjes in meer nabije stelsels. Hun eigenschappen zijn aldus de auteurs in `uitstekende overeenstemming' met die welke zijn berekend voor de deeltjes (silicaten, koolstof, magnetiet en korund) die tijdens supernova-explosies worden gevormd. Volgens Maiolino heeft nog niemand uitgezocht wat het effect van dit stof is op de supernova's die voor het afleiden van de versnelde uitdijing van het heelal worden gebruikt. Maar dat zal niet lang meer op zich laten wachten.