Chinese telescoop maakt grootste kaart ooit van waterstofgas in het heelal

Een Chinese radiotelescoop heeft het grootste overzicht ooit gemaakt van waterstofgas in het heelal. De Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, kortweg FAST, spoorde in twee jaar tijd 156.411 bronnen van neutrale waterstof op. De metingen bestrijken zo'n 19.500 vierkante graden aan hemel, bijna de helft van het volledige uitspansel. Daarmee levert het project de rijkste dataset op die ooit is verzameld voor dit type onderzoek.

Waarom waterstof zo belangrijk is

Neutrale waterstof geldt als de bouwstof van het heelal. Sterren en sterrenstelsels ontstaan uit dit gas, en de verdeling ervan bevat waardevolle informatie over hoe het heelal zich in miljarden jaren heeft ontwikkeld. Astronomen sporen het gas op via een karakteristieke radiostraling met een golflengte van 21 centimeter, ook wel de 21-centimeterlijn genoemd. Radiogolven met deze golflengte reizen dwars door kosmisch stof heen, waardoor wetenschappers gas kunnen waarnemen dat met gewoon licht verborgen zou blijven. FAST is bij uitstek geschikt voor dit werk dankzij zijn enorme schotelomvang en hoge gevoeligheid.

Record verviervoudigd binnen twee jaar

Het nieuwe overzicht, FASHI DR2 genoemd, is een enorme sprong voorwaarts vergeleken met eerdere metingen. De eerste dataset van FAST, gepubliceerd in januari 2024, bevatte 41.741 waarnemingen en vestigde toen al een wereldrecord. Het nieuwste overzicht bevat bijna vier keer zoveel detecties. Daarmee verslaat FAST ook het langlopende record van de Amerikaanse Arecibo-telescoop, wiens ALFALFA-project bijna twintig jaar lang de maatstaf was voor onderzoek naar neutrale waterstof, tot de instorting van de schotel in 2020.

Wat de data oplevert voor de kosmologie

Elke waargenomen waterstofbron geeft onderzoekers een extra datapunt over hoe materie in het heelal is verdeeld. Dat is van groot belang voor de kosmologie, de wetenschap die de structuur en ontwikkeling van het heelal als geheel bestudeert. De enorme dataset helpt bij onderzoek naar het ontstaan en de evolutie van sterrenstelsels, de verdeling van donkere materie en de opbouw van grootschalige kosmische structuren. Onderzoekers konden bovendien de metingen uitbreiden naar sterrenstelsels met een massa van ongeveer een miljoen zonsmassa's, en de lokale dichtheid van neutrale waterstof bepalen met een nauwkeurigheid van circa 0,6 procent. Dat maakt het de precieste meting van dit type tot nu toe. Zulke precisie is belangrijk omdat kleine verbeteringen in metingen wetenschappers helpen bestaande theorieën over de ontwikkeling van het heelal te toetsen en te verfijnen. De onderzoekers verwachten dat de atlas internationale samenwerking zal stimuleren, onder meer op gebied van galactische evolutie, kosmologie en de zoektocht naar bronnen van zwaartekrachtgolven.