Onthullingen van een actieve kern in een sterrenstelsel Met een

Onthullingen van een actieve kern in een sterrenstelsel
Met een telescoop zo groot als Europa zijn laserstralen opgevangen, afkomstig
uit de draaikolk rond een zwart gat in het verre sterrenstelsel Markarian 231.
Het klinkt als goedkope science fiction, maar toch is dat in wezen wat HansRainer Kloeckner en collega's deze week in Nature publiceren.
De kosmische laser zendt geen zichtbaar licht uit, maar microgolven met een
golflengte van 18 centimeter, zodat het in feite een maser betreft. Normale
bronnen, zoals een lamp of een ster, zenden straling over een zeer grote
bandbreedte uit. Lasers en masers stralen alle beschikbare energie op slechts
een of enkele zeer scherp bepaalde golflengtes uit, waardoor de lichtsterkte bij
die golflengte talloze malen verhoogd wordt. Op aarde is subtiele apparatuur
nodig om dit effect na te bootsen, maar in het heelal kunnen onder bepaalde
voorwaarden de gasschillen rond sterren en andere compacte objecten spontaan
gaan m(/l)aseren.
De gebruikte radio telescoop is in feite een Europees netwerk van de grote
radiotelescopen, het European VLBI Network (EVN), die software-matig aan elkaar
geschakeld zijn waardoor een virtuele schotelantenne zo groot als Europa
ontstaat (en zelfs inclusief China en Zuid Afrika). Deze techniek heet 'Very
Long Baseline Interferometry'. De verwerking van data van dit netwerk van
telescopen wordt routinematig gedaan met de nieuwe EVN correlator bij JIVE
(Joint Institute for VLBI in Europe) in Dwingeloo.
Markarian 231 bestaat waarschijnlijk uit twee sterrenstelsels op 500 miljoen
lichtjaar afstand die met elkaar in botsing gekomen zijn en bezig zijn samen te
smelten. Het superzware zwarte gat in de kern (ongeveer 50 miljoen keer zo zwaar
als de zon) is bezig invallend gas op te slokken, waardoor een enorme
hoeveelheid energie vrijkomt. Markarian 231 is daardoor in infrarood licht
bekeken het helderste sterrenstelsel in ons deel van het heelal. De kern van
Markarian 231 blijkt maserstraling uit te zenden, die wordt opgewekt door
hydroxyl-moleculen (chemische formule OH). De kern van dit actieve
sterrenstelsel laat maser-werking zien net zoals bij de gasschillen rond
sterren, maar met een helderheid die nog miljoenen malen groter is, vandaar de
benaming Megamaser.
De Megamaser in Markarian 231 is door het team van Kloeckner nu zeer nauwkeurig
waargenomen en geanalyseerd, waardoor allerlei details over vorm en beweging
afgeleid konden worden. De Megamaser blijkt een wolk gas te zijn in de vorm van
een autobinnenband, maar dan met een diameter van 500 lichtjaar, die met hoge
snelheid om z'n as – om het zwarte gat - roteert.
Dankzij de virtuele EVN-telescoop konden nog details worden onderscheiden met
een grootte van enige tientallen lichtjaren. Vanwege de enorme afstand tot het
sterrenstelsel is dit een resolutie (0,04 boogseconde) waaraan geen enkele
optische telescoop kan tippen. Bovendien wordt de kern van zulke sterrenstelsels
optisch verduisterd door gas en stof maar met radio kijkt men hier doorheen.
Markarian 231 is een voorbeeld van een brede, heterogene categorie objecten, de
'actieve kernen van sterrenstelsels' (Active Galactic Nuclei; AGN), die zowel
Seyfert-sterrenstelsels, quasars, als radio-sterrenstelsels omvat. Lange tijd
was onduidelijk of de diverse soorten AGN's fysiek verschillende objecten
zijn,danwel diverse verschijningsvormen van eenzelfde object. Langzamerhand
groeit concensus over een unificatie-model, waarin alle AGN's superware zware
gaten zijn met een torus van gas en stof er omheen, waarbij de verschijningsvorm
vooral wordt bepaald door de toevallige hoek waaronder wij tegen het systeem
aankijken.
Het onderzoek van Kloeckner laat zien hoe de stoffige en moleculaire torus in
deze actieve kern er uit zou kunnen zien en hoe zo'n ring om een zwarte gat past
binnen het unificatie-model.
'Investigation of the obscuring circumnuclear torus in the active galaxy
MRK 231', Nature, 20 februari,
Hans-Rainer Kloeckner (Kapteyn Instituut, RUG),
Willem A. Baan (Stichting ASTRON, Westerbork),
Michael Garrett (JIVE, Dwingeloo)
contactpersoon:
Hans-Rainer Kloeckner
[email protected]
0521 - 595 223