Op zoek naar het donkere universum met het Vera C. Rubin Observatory
Het prachtige Vera C. Rubin Observatory, waar astronomen met ongeduld naar uitzien, nadert zijn voltooiing. De grootste digitale camera ooit gebouwd (3,2 gigapixel) is immers zo goed als klaar en staat op het punt gemonteerd te worden op de 8,4 meter Simonyi Survey Telescope. Als alles verder naar wens verloopt zal de telescoop, voorzien van zijn digitale camera, begin 2025 operationeel zijn. De naam van de telescoop verwijst overigens naar de familie Charles and Lisa Simonyi, die door hun financiële bijdrage de bouw van deze telescoop mogelijk maakten.
De naam van het observatorium
De eerste plannen om een groot observatorium te bouwen om een grondig onderzoek te kunnen voeren naar het bestaan en de aard van donkere materie dateren reeds van 2001. Als locatie werd de top van de Cerro Pachón gekozen, 2.715 meter hoog en gelegen in Elqui Vallei in Chili. De Cerro Pachón is gekend voor zijn vele heldere nachten.
De naam Vera C. Rubin Observatory dateert pas van 2019. Voorheen had men het over de Large Synoptic Survey Telescope of LSST. Door voor de nieuwe naam te kiezen wou de astronomische gemeenschap de belangrijke rol van Vera Rubin in de verf zetten voor haar onderzoek naar de donkere materie.
Copyright afbeelding: National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory & Creative Commons via Wikipedia
Wat is donkere materie?
Donkere materie blijft voor astronomen een groot vraagteken. Het verhaal ervan begon in de jaren dertig van vorige eeuw. De Zwitserse astronoom Fritz Zwicky (1898-1974) was ervan overtuigd dat de ruimte een ongekende materie bevat waarvan in die tijd niemand het bestaan vermoedde. Die ongekende materie kreeg dan ook de zeer toepasselijke naam van 'donkere materie'. En tot op de dag van vandaag blijft het nog steeds gissen naar de ware aard van deze donkere materie.
Toen Zwicky de snelheid van verschillende sterrenstelsels in de Comacluster, ook gekend als Abell 1656, bestudeerde om zo een idee te krijgen van de totale massa van deze cluster stelde hij tot zijn grote verbazing vast dat de gemeten snelheden zo groot waren dat men deze onmogelijk kon verklaren met de gekende klassieke materie.
Lange tijd werden de resultaten van Zwicky beschouwd als een soort rariteit en werd er verder weinig of geen aandacht aan geschonken. Misschien had het slechte karakter van Zwicky er wel iets mee te maken?
Het is pas vele jaren later, in 1970, dat de resultaten van Zwicky terug actueel werden, en dit vooral dankzij de Amerikaanse sterrenkundige Vera C. Rubin (1928-2016). Zij onderzocht verschillende sterrenspectra uit de Andromedanevel, en haar onderzoek bevestigde dat perifere sterren in deze nevel een te grote rotatiesnelheid hadden die niet kon verklaard worden door de gekende wetten van de fysica. Haar onderzoek aan andere sterrenstelsels bevestigde alleen maar deze resultaten. En dus moest er wel van uitgegaan worden dat er veel meer materie aanwezig was dan de gekende zichtbare materie.
Het nieuwe observatorium verwijst dus naar de belangrijke rol van Vera Rubin bij de ontdekking en het onderzoek van de donkere manier. Op deze manier wil de astronomische gemeenschap haar de erkenning geven die zij verdient.
Nieuwe mijlpalen in het sterrenkundig onderzoek
Het observatorium zal op veel domeinen een mijlpaal betekenen voor de verdere evolutie van de astronomie. De telescoop zal in staat zijn om de hemel af te speuren en zeer kleine en lichtzwakke objecten op te sporen tot magnitude 24. Men verwacht de komende jaren dan ook geconfronteerd te worden met een ongeziene hoeveelheid nieuwe gegevens voor allerlei sterrenkundig onderzoek:
- verder doorgedreven onderzoek naar de ware aard van de donkere materie;
- onderzoek via zwaartekrachtlenzen naar de aard van de donkere energie die verantwoordelijk is voor de expansie van het universum;
- onderzoek naar het ontstaan en het in kaart brengen van de Melkweg;
- onderzoek van kleinere objecten uit het zonnestelsel zoals planetoïden en kometen;
- het opsporen van voor de Aarde potentieel gevaarlijke planetoïden;
- het onderzoek van veraf gelegen supernovae en van supermassieve zwarte gaten;
- het opsporen van eventueel nog planeetachtige objecten diep in het zonnestelsel.
Tekst: Emile Beyens, juni 2024
Bronnen: Sky & Telescope juni 2024