Vulkanische 'activiteit' in zwarte gaten blaast monumentale bellen van
honderdduizenden lichtjaren
Een internationaal team van onderzoekers, waaronder astronomen van de
Nederlandse Instituten voor radioastronomie (ASTRON) en ruimteonderzoek
(SRON) en van de Universiteit Leiden, heeft voor het eerst de volledige
omvang van de evolutie van heet gas dat door een actief zwart gat wordt
geproduceerd, waargenomen. Tijdens de evolutie omvat het hete gas een
veel groter gebied dan eerder werd gedacht en treft het objecten die
zich op grote afstand bevinden. De studie is vandaag gepubliceerd in
Nature Astronomy.
De bevindingen zijn afkomstig van studies van Nest200047, een verder
onbeduidende groep van sterrenstelsels op ongeveer 200 miljoen lichtjaar
afstand, die een spectaculair zwart gat in het sterrenstelsel in zijn
centrum herbergt. Het zwarte gat is actief bezig om alle omringende
materie op te slokken en daardoor krachtige stromen deeltjes vrij te
laten. Deze deeltjes hebben paren van bellen en filamenten van heet gas
gevormd die geleidelijk van het zwarte gat zijn weggedreven. Ze bereiken
afstanden van honderdduizenden lichtjaren en botsen op alles wat in hun
weg staat. De structuren die nu waarneembaar zijn, doen sterk denken aan
de rookstromen die door vulkaanuitbarstingen in de atmosfeer van de
aarde ontstaan.
"Ons onderzoek laat zien hoe de door het zwarte gat versnelde gasbellen
uitdijen en in de tijd transformeren. Ze creëren inderdaad spectaculaire
paddenstoelvormige structuren, ringen en filamenten die vergelijkbaar
zijn met die afkomstig van een krachtige vulkaanuitbarsting op de
planeet Aarde", verklaart Marisa Brienza (Universiteit van Bologna,
INAF) eerste auteur van deze studie.
Timothy Shimwell (Nederlands instituut voor radioastronomie, ASTRON)
co-auteur van de studie, is opgetogen over het resultaat. "Al vele jaren
proberen onderzoekers uit te vinden hoeveel invloed een zwart gat op
diens omgeving kan uitoefenen. De beelden die we van dit ongelooflijke
stelsel hebben gemaakt, laten zien dat het antwoord verbluffend groot
is: het zwarte gat beïnvloedt niet alleen het gaststelsel, maar een
enorme intergalactische omgeving die honderden andere sterrenstelsels
kan bevatten en aspecten kan beïnvloeden zoals de snelheid waarmee
sterren in die stelsels worden gevormd."
De waarnemingen die dit onderzoek mogelijk hebben gemaakt, zijn
uitgevoerd door de Low Frequency Array (LOFAR) en de extended Roentgen
Survey with an Imaging Telescope Array (eROSITA). LOFAR, dat in
Nederland is gevestigd, is de grootste radiotelescoop voor lage
frequenties ter wereld, en eROSITA is een ultramoderne ruimtetelescoop
gevestigd in het SRG-observatorium. Deze faciliteiten hebben
onderzoekers in staat gesteld "in de tijd te reizen" en getuige te zijn
van een uitbarsting van een zwart gat meer dan 100 miljoen jaar geleden
en de gevolgen daarvan in kaart te brengen. Net zoals bij het bestuderen
van artefacten van oude vulkaanuitbarstingen op aarde, zoals die in
Pompeï.
LOFAR blijkt een van 's werelds meest productieve radiotelescopen te
zijn. "Dit is weer een fantastische wetenschappelijke doorbraak die
LOFAR mogelijk heeft gemaakt en het heeft een nieuwe weg voor onderzoek
geopend die actief zal worden gevolgd", zegt Huub Rottgering
(Universiteit Leiden). Dit is het resultaat van aanzienlijke en
langdurige ontwikkelingsinspanningen, waarbij Reinout van Weeren
(Universiteit Leiden) opmerkt dat "het jaren duurt om de technieken te
ontwikkelen die nodig zijn om een baanbrekende telescoop als LOFAR
volledig te exploiteren, en voor de werking ervan zijn enkele van de
grootste rekenfaciliteiten van het land nodig, zodat het behalen van dit
soort resultaten een gigantische inspanning is, maar wel een die zeer de
moeite waard is om deel van uit te maken".
Wetenschappelijk artikel
“A snapshot of the oldest AGN feedback phases” gepubliceerd in Nature
Astronomy. Het is het resultaat van een gezamenlijke inspanning van
deskundigen op het gebied van radio-,de universiteit van Bologna, INAF, ASTRON,
Leiden Observatory, Hamburger
Sternwarte, Kazan University, Space Research Institute (IKI), Max Planck
Institute for Astrophysics, University of Hertfordshire, SRON,
Observatoire de Paris. Link naar het Nature Astronomy artikel:
https://www.nature.com/articles/s41550-021-01491-0 DOI:
10.1038/s41550-021-01491-0
Einde persbericht
--------------------------------------------
Media contact
Alice Spruit, ASTRON
comms@xxxxxxxxx
Media
Afbeeldingen in hoge resolutie en een video zijn hier te downloaden:
https://www.dropbox.com/sh/x7s1d40of1kenl8/AAAm_AvsXHt_JsTCA06T5Bbna?dl=0
Bijschrift (afbeelding met cirkels): Als een zwart gat de omringende
materie opslokt, produceert het heldere en energieke bundels plasma aan
zijn polen. Na verloop van tijd groeien deze stralen uit tot grote
bellen en filamenten van heet gas die steeds verder van hun oorsprong
afdrijven. Hier zien we links een jong object waar de stralen van
materie nog dicht bij een centraal zwart gat zijn. Dit evolueert
geleidelijk naar het object uiterst rechts, waar de bellen en filamenten
zich honderdduizenden lichtjaren van hun oorsprong hebben verwijderd en
alles op hun pad hebben geraakt. Bewijs voor dit evolutiepad werd
ontdekt in Nest200047.
Bijschrift (video): Als een zwart gat de omringende materie opslokt,
produceert het heldere en energieke bundels plasma aan zijn polen. Na
verloop van tijd groeien deze stralen uit tot grote bellen en filamenten
van heet gas die steeds verder van hun oorsprong afdrijven. Hier zien we
voor het eerst op een jong object waar de bundels van materie nog dicht
bij een centraal zwart gat zijn. Dit filmpje laat zien hoe dit
geleidelijk evolueert totdat de bellen en filamenten honderdduizenden
lichtjaren van hun oorsprong zijn verwijderd en alles op hun pad hebben
geraakt. Bewijs voor dit evolutiepad werd ontdekt in Nest200047.
Bijschrift (beelden met één paneel): Hier zien we Nest200047, een
structuur die de archeologische rijkdom heeft onthuld die samenhangt met
honderd miljoen jaar activiteit van een zwart gat. Het zwarte gat
bevindt zich in een sterrenstelsel in het centrum van de afbeelding en
wordt omgeven door heldere plasmastralen die vanaf zijn polen worden
uitgezonden wanneer het de omringende materie opslokt. Na verloop van
tijd vormen deze stralen bellen en filamenten die geleidelijk wegdrijven
van hun oorsprong en alles op hun pad treffen. Hieruit blijkt hoe groot
de invloed van een zwart gat is, niet alleen op het sterrenstelsel
waarin het zich bevindt, maar op een gigantisch gebied dat honderden
andere sterrenstelsels en een heleboel andere materie kan bevatten.
LOFAR
De internationale LOFAR-telescoop is een trans-Europees netwerk van
radioantennes, met een kern in Exloo in Nederland. LOFAR werkt door het
combineren van de signalen van bijna 110.000 individuele antennedipolen,
die zijn ondergebracht in "antennestations" verspreid over Nederland en
in Europese partnerlanden. De stations zijn met elkaar verbonden door
een supersnel glasvezelnetwerk, waarbij krachtige computers worden
gebruikt om de radiosignalen te verwerken en zo een trans-Europese
radioantenne te simuleren die zich uitstrekt over een afstand van 2000
kilometer. De internationale LOFAR-telescoop is uniek door zijn
gevoeligheid, brede gezichtsveld en beeldresolutie of -helderheid. Het
LOFAR-gegevensarchief is de grootste astronomische gegevensverzameling
ter wereld.
LOFAR is ontworpen, gebouwd en wordt geëxploiteerd door ASTRON, het
Nederlands instituut voor radioastronomie. Frankrijk, Duitsland,
Ierland, Italië, Letland, Nederland, Polen, Zweden en het VK zijn alle
partnerlanden in de internationale LOFAR-telescoop.
SRG-observatorium
Het SRG-observatorium is ontworpen door de Lavochkin Association, als
onderdeel van de Roskosmos corporatie en gelanceerd op 13 juli 2019 met
een Proton draagraket vanaf het Baikonur cosmodrome. Het
SRG-observatorium is gebouwd met medewerking van het Duitse lucht- en
ruimtevaartcenRuimtevaartprogramma op initiatief van de Russische Academie van
Wetenschappen, vertegenwoordigd door haar Instituut voor Ruimteonderzoek
(IKI). De eROSITA-telescoop werd gebouwd onder leiding van het
Max-Planck-Instituut voor Buitenaardse Fysica (MPE) en het DLR. Het
SRG-observatorium wordt geëxploiteerd door de Lavochkin-associatie en de
Deep Space Network-antennes in Bear Lakes, Ussurijsk, en Baykonur worden
gefinancierd door Roskosmos.
