Oosthoek Encyclopedie

Oosthoek (1985)

Gepubliceerd op 09-03-2021

Quasar

betekenis & definitie

v./m. (-s), sterachtig object met een grote roodverschuiving (d.w.z. dat de lijnen in het spectrum ver naar het rood zijn verschoven) en vaak zeer snelle helderheids veranderingen.

(e) De eerste eigenschap zou erop kunnen wijzen dat quasars op zeer grote afstanden van het zonnestelsel moeten staan. Zo zou de afstand van de verste quasar, PKS 2000- 330 (ontdekt in 1982), maar liefst 12 mrd. lichtjaar bedragen. De tweede eigenschap houdt in dat quasars heel kleine afmetingen moeten hebben, nl. veel minder dan een lichtjaar. (Een object waarvan de helderheid b.v. verandert met een periode van een dag, kan niet groter zijn dan één lichtdag. Als dat wel zo zou zijn, dan zou licht dat bij een helderheidsminimum van de zijkant van het object werd uitgezonden, tegelijk op aarde aankomen met licht dat bij een maximum van de voorkant werd uitgezonden, zodat de helderheidsveranderingen elkaar opheffen en het object schijnbaar een constante helderheid bezit.)

De combinatie van deze twee eigenschappen levert een groot probleem op: hoe kan een hemellichaam dat kleiner is dan een lichtjaar vele malen meer energie uitstralen dan een volledig sterrenstelsel met een diameter van ca. 100 000 lichtjaar? Gemiddeld stralen quasars in het zichtbare deel van hun spectrum ca. 100 maal meer licht uit dan de gewone sterrenstelsels en tijdens opvlammingen kan dit nog eens tientallen malen zo veel worden. Omdat een dergelijke grote energieproduktie nog niet kan worden verklaard, meent een aantal astronomen dat quasars veel dichterbij staan dan hun roodverschuiving doet vermoeden. In dat geval behoeven zij nl. niet meer zo uitzonderlijk lichtsterk te zijn. Dit zou echter wel inhouden dat de roodverschuiving in het spectrum van een object niet altijd een maat is voor zijn snelheid en dat heeft weer belangrijke kosmologische consequenties.

In de jaren twintig ontdekte de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble dat de roodverschuiving van extragalactische sterrenstelsels recht evenredig is met hun afstand (de zgn. wet van Hubble). Dit betekende dat sterrenstelsels sneller van ons (en van elkaar) vandaan bewegen naarmate ze verder weg staan, ofwel dat het heelal als geheel uitdijt. Dit was in overeenstemming met de theoretische overwegingen volgens welke het heelal als geheel zou moeten expanderen. Als bij quasars de roodverschuiving echter geen maat is voor de vluchtsnelheid, ofwel de afstand, dan zou de wet van Hubble op losse schroeven komen te staan en is er een nieuwe fysische theorie nodig die de niet-kosmologische roodverschuiving verklaart.

De theorie die nu door een aantal astronomen naar voren wordt gebracht, is dat grote sterrenstelsels het toneel zijn van een hevige activiteit, waarbij de objecten die wij quasars noemen worden uitgestoten. Deze quasars zouden dus een soort projectielen zijn die een grote roodverschuiving kunnen vertonen en toch betrekkelijk dichtbij staan. In een aantal gevallen zijn er verbindingen gevonden tussen sterrenstelsels en quasars, die suggereren dat beide op dezelfde afstand van ons vandaan moeten staan, terwijl zij toch een zeer verschillende roodverschuiving vertonen. Een groot bezwaar van deze theorie is dat, wanneer quasars inderdaad door sterrenstelsels zijn uitgestoten, er gemiddeld even veel naar ons toe als van ons af zouden moeten bewegen. Er zouden dan ongeveer evenveel quasars met een blauwverschuiving in hun spectrum moeten zijn en dat is niet het geval, integendeel, er is geen enkele quasar bekend met een blauwverschuiving. De meeste astronomen menen daarom dat de samenstanden van objecten met verschillende roodverschuivingen op toeval berusten.

Zij laten de grote energieproduktie nog even voor wat zij is en proberen meer details in en rond de quasars te ontdekken. Dit onderzoek heeft in de afgelopen jaren vruchten afgeworpen en lijkt er steeds meer op te wijzen dat quasars wel degelijk op zeer grote afstanden staan.

Via geavanceerde waarnemings- en beeldbewerkingstechnieken heeft men sinds het einde van de jaren zeventig nevelachtige structuren en lichtzwakke halo’s rond quasars kunnen aantonen die uit sterren blijken te bestaan. Ook in de spectra van deze sterrenstelsels heeft men de grote roodverschuiving waargenomen. Quasars zouden dus de actieve kernen van verre sterrenstelsels kunnen zijn. Op die grote afstanden zijn de stelsels zelf vrijwel niet meer te zien, maar hun zeer heldere kern nog wel. Dit blijkt soms ook uit het feit dat quasars deel kunnen uitmaken van clusters van sterrenstelsels en uit het feit dat er een continue overgang in eigenschappen bestaat wanneer men quasars, ‘actieve’ sterrenstelsels, zoals Bl-Lac-objecten, Seyfert-melkwegstelsels en radiostelsels, en gewone sterrenstelsels op een rijtje zet. Blijft echter nog steeds de belangrijke vraag bestaan hoe die enorme hoeveelheid straling in de kern wordt opgewekt.