Vroege
heelal vol zwarte gaten
Type
II quasar voor het eerst waargenomen - 14-03-2001
Met
het Chandra X-stralen Observatorium is men dieper dan ooit de ruimte
in gedoken, waar men niet alleen voor de eerste keer een type II quasar
heeft geobserveerd, maar ook moest vaststellen dat het vroege universum
vergeven was van de zwarte gaten.
Het
Chandra X-stralen Observatorium
werd als laatste van de drie grote ruimteobservatoria door NASA gelanceerd
en vult sinds de zomer van 1999 de waarnemingen van het Compton
Gammastralen Observatorium en de Hubble
Ruimtetelescoop aan.
Het bestuderen van de ruimte door op zoek te gaan naar X-stralen is
een nog jonge tak van de astronomie, die pas in de jaren ‘60 ontstond.
In 1962 werden voor het eerst röntgenstralen waargenomen die afkomstig
waren van een object dat zich niet in ons zonnestelsel bevindt. Daarna
ging het snel, ook omdat al vanaf de jaren ‘70 een aantal satellieten
werden gelanceerd die zich enkel om X-stralen bekommerden. Het leverde
inzichten op in de vreemdste ruimteverschijnslen, zoals zwarte gaten
en quasars.
Sinds Chandra, genoemd naar de Indische astronoom en nobellaureaat
Subrahmanyan
Chandrasekhar, kunnen sterrenkundigen X-stralen detecteren die
worden uitgezonden door objecten tot aan de rand van het waarneembare
heelal. In een recente studie, waarvan NASA in de komende dagen de
gegevens beschikbaar zal stellen aan de astronomische gemeenschap,
werd tot 12 miljard lichtjaar ver, en dus ook naar 12 miljard jaar
geleden gekeken. Daarbij werden twee gebieden onderzocht, niet alleen
door Chandra, maar ook door de Hubble Ruimtelescoop en een aantal
telescopen die zich op aarde bevinden.
De
vermiste quasar
Eén van de eerste resultaten die dit onderzoek opleverde, was de ontdekking
van een type II quasar. Het bestaan daarvan werd al wel vermoed, maar
men was er nog niet in geslaagd één waar te nemen.
Quasars
zijn, naast een aantal andere illustere voorbeelden als uitbarstingen
van gammastralen, zowat de meest raadselachtige ruimteobjecten en
werden in 1963 ontdekt. Toen werden bronnen van enorme hoeveelheden
radiostralen gevonden die een energie uitstralen die overeenkomt met
wat een sterrenstelsel met ettelijke miljarden sterren produceert.
Maar de bron van al dat geweld leek enkel een zwakke ster te zijn.
Door de roodverschuiving te onderzoeken, kwam men er achter dat quasars
zich op ontzagwekkende afstanden van ons zonnestelsel bevinden en
zich er met hoge snelheid van verwijderen. Nabijgelegen quasars werden
nog niet aangetroffen, wat ook betekent dat deze vreemde verschijnselen
alleen in het vroege heelal lijken voor te komen.
Over de oorsprong en de werking van quasars zijn nog veel onduidelijkheden.
Wel werd vastgesteld dat quasars zich in sterrenstelsels bevinden
en de theorie dat zij worden aangedreven door zwarte gaten lijkt de
meeste sterrenkudigen wel te kunnen bekoren.
Hoewel de meeste quasars zowel zichtbaar licht als X-stralen uitzenden,
werd aangenomen dat er ook quasars bestaan die niet zichtbaar zijn,
maar wel röntgenstralen uitzenden. Zo’n type II quasar werd nu dankzij
Chandra ontdekt door een team van de John
Hopkins universiteit, op een afstand van 9 miljard lichtjaar.
Het licht van de quasar zou tegengehouden worden door gas- en stofwolken.
Dat zou kunnen betekenen dat type II quasars nog erg jong zijn: later
zou de extreem krachtige uitstoot van x-stralen de wolken immers al
uiteen hebben gedreven.
Overal
gaten
Dat was niet de enige merkwaardige conclusie uit het onderzoek. X-stralen
afkomstig uit de verste uithoeken van het heelal toonden ook dat het
vroege universum beheerst werd door zwarte
gaten. Dat zijn punten met een oneindige dichtheid, waardoor de
zwaartekracht zo sterk is dat niets, zelfs geen licht uit de greep
van het zwarte gat kan ontsnappen. Zwarte gaten kan men dus niet zien,
maar omdat de materie die in het gat dreigt te verdwijnen versneld
wordt tot het de lichtsnelheid benadert, kan de gigantische energie
die wordt opgewekt wel worden waargenomen in de vorm van röntgenstralen.
De waarnemingen van Chandra wijzen erop dat zwarte gaten ook in een
nog jong heelal voorkwamen. Meer zelfs, het blijken er onverwacht
veel te zijn. Het kleine deel van de hemel dat werd onderzocht leverde
ongeveer 350 supermassieve zwarte gaten op, gaten met een massa die
kan oplopen tot die van 100 miljard zonnen. Daarnaast ontdekte men
nog heel wat meer stellaire zwarte gaten, met een massa van ‘slechts’
enkele keren die van de zon.
Als het stukje hemel dat met Chandra werd onderzocht representatief
is voor het volledige heelal - en er zijn geen redenen om aan te nemen
dat dat niet zo is - zouden in het vroege universum niet minder dan
200 miljoen supermassieve zwarte gaten de buurt onveilig hebben gemaakt.
Bovendien toont de data dat deze objecten in het verre verleden veel
actiever waren dan nu het geval is. Waarom dat zo is, blijft echter
een raadsel, al kon al wel worden vastgesteld dat het niets met de
aard van het sterrenstelsel waarin het zwarte gaten zich bevindt te
maken lijkt te hebben. Actieve zwarte gaten werden in zowat alle soorten
sterrenstelsels teruggevonden.
(DdV)
Eerdere artikels:
Nieuws
uit de ruimte - 09-03-2001
Related links:
Zwarte
gaten
Geschiedenis
van X-stralen astronomie
Wat
zijn quasars?
©
David de Vaal
