logo

 

Groninger Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde

 

Dageraad in het heelal: de vorming van de eerste structuren in het jeugdige universum

Spreker: Rien van de Weijgaert, Kapteyn Instituut, Groningen

Eén van de belangrijkste vragen van de kosmologie is te begrijpen hoe de rijke structuur in het huidige universum is kunnen onstaan uit een nagenoeg uniform primordiaal heelal.

Intussen weten we dat de door COBE, WMAP en Planck satelliet in kaart gebrachte zeer kleine temperatuurvariaties in de kosmische achtergrondstraling, de embryonale structuur in het vroege Heelal vertegenwoordigen zo'n 370.000 jaar na de Big Bang.

In deze lezing gaan we in op de eerste fasen van het ontstaan van structuur. Terwijl het heelal expandeert en de gas en straling in het heelal geleidelijk aan afkoelen, begint onder invloed van de zwaartekracht donkere materie en gas zich in steeds meer geprofileerde structuren te concentreren.

Tijdens deze eerste honderden miljoenen jaren in de zogenaamde Donkere Eeuwen wordt de infrastructuur van het heelal aangelegd. Door de afwezigheid van sterren nog grotendeels aan het zicht onttrokken, beginnen de eerste massaconcentraties in elkaar te storten. Op de knooppunten van het webachtig patroon dat zich door het heelal slingert beginnen zich de eerste sterren zich te vormen. Op nog grotere schaal trekken deze concentraties zich samen in proto-sterrenstelsels.

De intense UV straling van de eerste sterren beginnen hun omgeving te ioniseren, versterkt door de golven van stervorming in de eerste sterrenstelsels. Bijgevolg zien we een complex van expanderende bellen geïoniseerd gas dat een steeds grotere fractie van het universum inneemt, gelijkende op een netwerk van groeiende zeepbellen.

Nadat de bellen van miljoenen lichtjaren doorsnede elkaar beginnen te raken en overlappen heeft het heelal een fase-overgang ondergaan: een volledig geïoniseerd heelal vult de enorme ruimten tussen de eerste sterrenstelsels op. Deze reïonisatie epoche vindt plaats ergens tussen 300 miljoen en 1 miljard na de Big Bang.

Intussen blijven door het samensmelten van deze vroege structuren zich steeds grotere complexen te vormen. Massieve sterrenstelsels, en vervolgens nog massievere clusters van duizenden sterrenstelsels, markeren de massa concentraties in de knooppunten van eens steeds groter kosmisch web.

In deze voordracht wordt het verhaal van de vorming van de eerste sterren en sterrenstelsels in het kosmische web gevolgd vanaf hun primordiale begin, uitmondend in een discussie over de waarneembare manifestaties waarmee we naarstig op zoek zijn naar de eerste directe waarnemingen van deze cruciale epoche waarin de lichten in ons heelal aangingen.