Astronomen hebben tot nu toe de verste watertekens in het heelal gevonden. De straling van de waterstraler werd uitgezonden toen het heelal nog maar ongeveer 2,5 miljard jaar oud was, een vijfde van zijn huidige leeftijd. 'De straling die we hebben gedetecteerd heeft 11,1 miljard jaar nodig gehad om de aarde te bereiken', zegt dr. John McKean van het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON). "Maar omdat het heelal zich in die tijd als een opblaasbare ballon heeft uitgebreid en de afstanden tussen de punten strekt, is de melkweg waarin het water werd gedetecteerd ongeveer 19,8 miljard lichtjaar verwijderd."
De wateremissie wordt gezien als een maser, waarbij moleculen in het gas stralen van microgolfstraling versterken en uitzenden, net zoals een laser lichtstralen uitzendt. Het zwakke signaal is alleen detecteerbaar door een techniek genaamd gravitational lensing, waarbij de zwaartekracht van een massief sterrenstelsel op de voorgrond fungeert als een kosmische telescoop, die het licht van het verre sterrenstelsel buigt en vergroot om een klaverbladpatroon te maken van vier afbeeldingen van MG J0414 + 0534. De watermasker was alleen detecteerbaar in de helderste twee van deze afbeeldingen.
"We hebben de waterstomer sinds de detectie elke maand waargenomen en een constant signaal gezien zonder duidelijke verandering in de snelheid van de waterdamp in de gegevens die we tot nu toe hebben verkregen," zei McKean. "Dit ondersteunt onze voorspelling dat het water wordt gevonden in de straal van het superzware zwarte gat, in plaats van de roterende gasschijf eromheen."
Hoewel het team sinds de eerste ontdekking nog vijf systemen heeft bekeken die geen watermaskers hebben gehad, menen ze dat het waarschijnlijk is dat er veel meer vergelijkbare systemen zijn in het vroege heelal. Uit onderzoeken van nabijgelegen sterrenstelsels is gebleken dat slechts ongeveer 5% krachtige watermaskers heeft die geassocieerd zijn met actieve galactische kernen. Bovendien tonen onderzoeken aan dat zeer krachtige watermaskers uiterst zeldzaam zijn in vergelijking met hun minder lichtgevende tegenhangers. De watermasker in MG J0414 + 0534 is ongeveer 10.000 keer de helderheid van de zon, wat betekent dat als watermaskers even zeldzaam waren in het vroege heelal, de kans om deze ontdekking te doen onwaarschijnlijk klein zou zijn.
“We vonden een signaal van een echt krachtige watermasker in het eerste systeem waar we naar keken met de gravitationele lenstechniek. Uit wat we lokaal weten over de overvloed aan watermaskers, konden we de kans berekenen om een watermasker zo krachtig te vinden als die in MG J0414 + 0534 om één op een miljoen te zijn van een enkele waarneming. Dit betekent dat de overvloed aan krachtige watermaskers in het verre heelal veel groter moet zijn dan lokaal gevonden, want ik weet zeker dat we niet zoveel geluk hebben! " zei Dr. McKean.
De ontdekking van de waterstamper werd gedaan door een team onder leiding van Dr. Violette Impellizzeri met behulp van de 100 meter lange Effelsberg-radiotelescoop in Duitsland in juli tot september 2007. De ontdekking werd bevestigd door waarnemingen met de Expanded Very Large Array in de VS in september en oktober 2007. Het team bestond uit Alan Roy, Christian Henkel en Andreas Brunthaler, van het Max Planck Institute for Radio Astronomy, Paola Castangia van Cagliari Observatory en Olaf Wucknitz van het Argelander Institute for Astronomy aan de universiteit van Bonn. De bevindingen zijn in december 2008 gepubliceerd in Nature.
Het team analyseert nu gegevens met een hoge resolutie om erachter te komen hoe dicht de watermaserer bij het superzware zwarte gat ligt, waardoor ze nieuwe inzichten krijgen in de structuur in het centrum van actieve sterrenstelsels in het vroege heelal.
“Deze detectie van water in het vroege heelal kan betekenen dat er in deze tijdperken een grotere hoeveelheid stof en gas rond het super-massieve zwarte gat is, of het kan zijn omdat de zwarte gaten actiever zijn, wat leidt tot de uitstoot van meer krachtige jets die de emissie van watermaskers kunnen stimuleren. We weten zeker dat de waterdamp erg heet en dicht moet zijn om een maser te kunnen observeren, dus op dit moment proberen we vast te stellen welk mechanisme ervoor zorgde dat het gas zo dicht was, 'zei Dr. McKean.
McKean presenteerde de bevindingen van het team deze week tijdens de European Week of Astronomy and Space Science in het VK.
Bron: RAS
