Hubble werpt de meest gedetailleerde blik ooit op een quasar (en ontdekt veel ‘vreemde dingen’)
Onderzoekers zagen bijvoorbeeld enkele clusters van uiteenlopende groottes en een mysterieuze L-vormige, draadachtige structuur.
Astronomen hebben de Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om dichter dan ooit bij het hart van een gigantisch zwart gat te komen, dat een quasar aandrijft. En dat heeft veel verrassende inzichten over deze nog altijd raadselachtige verschijnselen opgeleverd. “Door de krachtige waarnemingen van Hubble krijgen we een nieuwe kijk op quasars”, zegt onderzoeker Bin Ren van het Observatorium Côte d’Azur. “We zijn erg enthousiast omdat we nog nooit zoveel details hebben kunnen zien.”
Wat is een quasar?
Quasars verschijnen als kleine lichtpuntjes aan de hemel. Ze lijken daarmee wel een beetje op sterren. Dat heeft hen dan ook de naam ‘quasi-stellair object’ opgeleverd. De eerste quasar, 3C 273, werd in 1963 ontdekt door Maarten Schmidt en ligt op een afstand van 2,5 miljard lichtjaar. Het object valt dan direct al op door zijn extreme helderheid; quasars kunnen gerekend worden tot de helderste objecten in het universum. Maar wat zijn het dan precies voor objecten? In feite is een quasar niets anders dan het extreem heldere centrum van actieve sterrenstelsels. De zeer heldere gloed die dit centrum genereert ontstaat door de aanwezigheid van een supermassief zwart gat dat omringd wordt door een uit gas en stof opgebouwde accretieschijf. Gas dat vanuit die accretieschijf richting het zwarte gat valt, geeft enorme hoeveelheden energie af (in de vorm van licht en straling). Hierdoor is het object tot op zeer grote afstanden waarneembaar. In feite zijn quasars dus heldere objecten die worden aangedreven door vraatzuchtige, superzware zwarte gaten die grote hoeveelheden energie uitstoten terwijl ze ondertussen al het gas, stof en ander materiaal opslokken dat zich te dichtbij waagt.
Complex
Het is overigens niet voor het eerst dat Hubble quasars bestudeert. In 1994 liet Hubble’s scherpe blik bijvoorbeeld al zien dat de omgeving van quasars veel complexer is dan astromen hadden gedacht. De beelden gaven aanwijzingen voor galactische botsingen en fusies tussen quasars en hun begeleidende sterrenstelsels, waarbij puin in supermassieve zwarte gaten stortte. Dit zorgt ervoor dat de enorme zwarte gaten die quasars aandrijven weer tot leven komen.
Wist je dat…
…er minstens 1 miljoen quasars verspreid zijn over de hemel? Ze fungeren als waardevolle achtergrond-‘schijnwerpers’ voor verschillende astronomische waarnemingen. Quasars waren het meest talrijk zo’n 3 miljard jaar na de oerknal, toen galactische botsingen veel vaker voorkwamen.
Quasars blijven astronomen echter fascineren, vooral omdat er nog veel onbekend is over deze mysterieuze verschijnselen. Daarom besloten onderzoekers de eerste ontdekte quasar, 3C 273, opnieuw onder de loep te nemen. Dat is echter makkelijker gezegd dan gedaan. Voor Hubble is het turen naar deze quasar alsof je recht in een verblindende koplamp kijkt en probeert een mier op de rand te zien. De quasar straalt duizenden keren meer energie uit dan alle sterren in een sterrenstelsel samen. Als 3C 273 niet 2,5 miljard lichtjaar, maar slechts enkele tientallen lichtjaren van ons verwijderd zou zijn, zou het net zo fel aan de hemel schijnen als de zon!
Coronograaf
Gelukkig beschikt Hubble over veel krachtige instrumenten, waaronder de Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). Dit instrument fungeert als een coronagraaf die het licht van centrale bronnen blokkeert, vergelijkbaar met hoe de maan de zonnestralen afschermt tijdens een totale zonsverduistering. Astronomen hebben STIS al gebruikt om stoffige schijven rond sterren te ontdekken en meer te leren over de vorming van planetenstelsels. Nu gebruiken ze het instrument om beter inzicht te krijgen in de sterrenstelsels die quasars herbergen. Dankzij de Hubble-coronagraaf kunnen ze nu acht keer dichter bij het zwarte gat kijken dan ooit tevoren.
Vreemde dingen
“De nieuwe Hubble-beelden van de omgeving rond de quasar onthullen veel ‘vreemde dingen’”, aldus Ren. “We zien een paar klonten van verschillende groottes en een mysterieuze L-vormige, filamentachtige structuur. Alles bevindt zich binnen 16.000 lichtjaar van het zwarte gat.” Sommige van deze objecten zouden kleine satellietstelsels kunnen zijn die in het zwarte gat worden gezogen, en ze zouden het materiaal kunnen leveren dat zich rond het supermassieve zwarte gat verzamelt en de heldere ‘vuurtoren’ aandrijft.
Straal
Wetenschappers hebben bovendien zeldzame inzichten gekregen in de enorme extragalactische straal van materiaal die door de quasar wordt uitgezonden. Deze straal is maar liefst 300.000 lichtjaar lang en beweegt zich met bijna de snelheid van het licht door de ruimte. Door de coronagrafische STIS-gegevens te vergelijken met oude STIS-beelden van 22 jaar geleden, concludeerde het team onder leiding van Ren dat de straal sneller beweegt naarmate hij verder van het gigantische zwarte gat verwijderd is.
De nieuwe waarnemingen bieden een ongeëvenaarde blik op quasars en hun complexe omgevingen. “Dankzij de gedetailleerde ruimtelijke structuren en de beweging van de straal heeft Hubble een brug geslagen tussen kleinschalige radio-interferometrie en grootschalige optische beeldwaarnemingen”, concludeert Ren. “Dit maakt het mogelijk om een belangrijke stap te zetten in ons begrip van de morfologie van quasar-sterrenstelsels. Het beeld dat we eerder hadden was beperkt, maar Hubble stelt ons nu in staat om de complexe quasar-morfologie en galactische interacties in detail te ontrafelen. In de toekomst zou verder onderzoek naar 3C 273 in infrarood licht met ruimtetelescoop James Webb ons nog meer aanwijzingen kunnen geven.”
Meer wetenschap? Lees de nieuwste artikelen op Scientias.nl .
Hubble werpt de meest gedetailleerde blik ooit op een quasar (en ontdekt veel ‘vreemde dingen’)
Geen opmerkingen:
Een reactie posten