NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) -missie heeft geleid tot een bonanza van nieuwe superzware zwarte gaten en extreme sterrenstelsels, hete DOG's genaamd, of door stof verduisterde sterrenstelsels.
Beelden van de telescoop hebben miljoenen stoffige kandidaten voor zwarte gaten in het hele universum onthuld en ongeveer 1.000 zelfs stoffige objecten waarvan wordt aangenomen dat ze tot de helderste sterrenstelsels behoren die ooit zijn gevonden. Deze krachtige sterrenstelsels, die helder branden met infrarood licht, hebben de bijnaam hete HONDEN.
"WISE heeft een menagerie van verborgen voorwerpen blootgelegd", zegt Hashima Hasan, programmawetenschapper van WISE op het NASA-hoofdkantoor in Washington. "We hebben een asteroïde gevonden die voor de aarde danst in zijn baan, de koudste sterachtige bollen die we kennen en nu, superzware zwarte gaten en sterrenstelsels die zich verstoppen achter stofmantels."
WISE scande tweemaal de hele hemel in infrarood licht en voltooide zijn onderzoek begin 2011. Als een nachtkijker die het donker onderzoekt, heeft de telescoop miljoenen beelden van de lucht vastgelegd. Alle gegevens van de missie zijn openbaar gemaakt, waardoor astronomen kunnen graven en nieuwe ontdekkingen kunnen doen.
De nieuwste bevindingen helpen astronomen beter te begrijpen hoe sterrenstelsels en de gigantische zwarte gaten in hun centra samen groeien en evolueren. Het gigantische zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Boogschutter A * genaamd, heeft bijvoorbeeld 4 miljoen keer de massa van onze zon en heeft periodieke voederwonden doorgemaakt waar materiaal naar het zwarte gat valt, het opwarmt en het omgeving. Grotere centrale zwarte gaten, tot een miljard keer de massa van onze zon, kunnen zelfs de stervorming in sterrenstelsels stoppen.
In één onderzoek gebruikten astronomen WISE om ongeveer 2,5 miljoen actieve superzware zwarte gaten over de hele hemel te voeden, die zich uitstrekten tot afstanden van meer dan 10 miljard lichtjaar afstand. Ongeveer tweederde van deze objecten was nog nooit eerder gedetecteerd omdat stof het zichtbare licht blokkeert. WISE ziet deze monsters gemakkelijk omdat hun krachtige, opzwellende zwarte gaten het stof opwarmen, waardoor het gaat gloeien in infrarood licht.
Deze ingezoomde weergave van een deel van de all-sky survey van WISE toont een verzameling quasar-kandidaten. Afbeelding tegoed: NASA / JPL-Caltech / UCLA
"We hebben de zwarte gaten in het nauw", zegt Daniel Stern van NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, hoofdauteur van de WISE black hole-studie en projectwetenschapper voor een andere NASA-missie met zwarte gaten, de Nuclear Spectroscopic Telescope Array ( NuSTAR). "WISE vindt ze in de volle lucht, terwijl NuSTAR ons een geheel nieuwe kijk geeft op hun hoogenergetische röntgenlicht en leert waarom ze tikken."
In twee andere WISE-artikelen melden onderzoekers dat ze hebben ontdekt wat tot de helderste sterrenstelsels behoort, een van de hoofddoelen van de missie. Tot dusver hebben ze ongeveer 1.000 kandidaten geïdentificeerd.
Deze extreme objecten kunnen meer dan 100 biljoen keer zoveel licht uitstralen als onze zon. Ze zijn echter zo stoffig dat ze alleen voorkomen in de langste golflengten van infrarood licht dat door WISE wordt opgevangen. De Spitzer-ruimtetelescoop van NASA volgde de ontdekkingen in meer detail en liet zien dat deze DOG's, naast de superzware zwarte gaten die koortsachtig snacken op gas en stof, bezig zijn met nieuwe sterren.
"Deze stoffige, cataclysmisch vormende sterrenstelsels zijn zo zeldzaam dat WISE de hele hemel moest scannen om ze te vinden", zegt Peter Eisenhardt, hoofdauteur van het artikel over de eerste van deze heldere, stoffige sterrenstelsels, en projectwetenschapper voor WISE bij JPL. “We zien ook bewijs dat deze recordzetters mogelijk hun zwarte gaten hebben gevormd vóór het grootste deel van hun sterren. De ‘eieren’ zijn mogelijk voor de ‘kippen 'gekomen.'
Meer dan 100 van deze objecten, op een afstand van ongeveer 10 miljard lichtjaar verwijderd, zijn bevestigd met de W.M. Keck-observatorium op Mauna Kea, Hawaï, evenals het Gemini-observatorium in Chili, Palomars 200-inch Hale-telescoop bij San Diego en het Multiple Mirror-telescoopobservatorium bij Tucson, Ariz.
De WISE-waarnemingen, gecombineerd met gegevens over nog langere infraroodgolflengten van Caltech's Submillimeter Observatory bovenop Mauna Kea, onthulden dat deze extreme sterrenstelsels meer dan twee keer zo heet zijn als andere infrarood-heldere sterrenstelsels. Een theorie is dat hun stof wordt verwarmd door een extreem krachtige uitbarsting van activiteit vanuit het superzware zwarte gat.
"We zien misschien een nieuwe, zeldzame fase in de evolutie van sterrenstelsels", zegt Jingwen Wu van JPL, hoofdauteur van de studie over de submillimeterwaarnemingen. Alle drie de artikelen worden gepubliceerd in het Astrophysical Journal.
De drie technische tijdschriftartikelen, inclusief pdf's, zijn te vinden op http://arxiv.org/abs/1205.0811, http://arxiv.org/abs/1208.5517 en http://arxiv.org/abs/1208.5518.
Bijschrift afbeelding leiden: Met zijn all-sky infraroodonderzoek heeft NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer, of WISE, miljoenen quasar-kandidaten geïdentificeerd. Afbeelding tegoed: NASA / JPL-Caltech / UCLA
