Van compacte, ultraheldere stralen op superzware zwarte gaten in actieve sterrenstelsels was al bekend dat ze een indrukwekkende stoot in radiogolven hadden. En nu zegt een internationaal team van wetenschappers dat ze ook hoogenergetische gammastralen uitschoppen.
Verre sterrenstelsels herbergen de supergrote zwarte gaten, die miljarden keren zwaarder zijn dan onze zon, maar beperkt zijn tot een gebied dat niet groter is dan ons zonnestelsel. De snel roterende zwarte gaten trekken sterren, gas en stof aan en creëren enorme magnetische velden. De magnetische krachten kunnen een deel van het invallende gas opvangen en het in smalle stralen richten die wegvloeien van de kern van de melkweg met snelheden die de lichtsnelheid naderen.
Zowel theoretici als waarnemers puzzelen al decennia lang over de aard en samenstelling van deze energetische radio-emitterende stralen, en of ze ook uitstralen in andere delen van het elektromagnetische spectrum.
Het EGRET-instrument op de Compton Gamma Ray Observatory-telescoop gaf eind jaren negentig enkele hints en recentere ontdekkingen van röntgenstraling door het Chandra-observatorium.
Nu hebben astronomen uit Duitsland, de Verenigde Staten en Spanje observaties van de heldere gammastraal door NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope gecombineerd met die van de op de grond gebaseerde Very Long Baseline Array-radiotelescoop in de Verenigde Staten om de materiaal uitgestoten met enorme snelheden weg van de zwarte gaten in het hart van zeer afgelegen sterrenstelsels. Deze ejecties nemen de vorm aan van smalle stralen in radiotelescoopbeelden en lijken de gammastraling te produceren die door Fermi wordt gedetecteerd.
"Deze objecten zijn verbluffend: eindelijk weten we zeker dat de snelste, meest compacte en helderste jets die we met radiotelescopen zien, degenen zijn die het licht naar de hoogste energieën kunnen schoppen", zegt Yuri Kovalev, Humboldt Fellow en wetenschapper aan het Max Planck Instituut voor Radioastronomie.
De heldere bronnen van gammastralen zijn nu helderder, compacter en sneller op lichtjaarschalen dan de stille bronnen van gammastraling.
Fermi, voorheen bekend als GLAST, is operationeel sinds de zomer van 2008. De telescoop neemt om de paar uur een beeld op van de hele hemel om de meest extreme omgevingen in het universum te verkennen, inclusief pulsars en gammastraaluitbarstingen, evenals zwart gaten in galactische kernen. Gammastraalwaarnemingen alleen zijn echter niet voldoende om de exacte locatie van de straling te onderscheiden. De VLBA dient als vergrootglas om in te zoomen op de meest energetische processen in het verre universum. Veel objecten die volgens Fermi extreem zijn in gammastraling, zenden tegelijkertijd sterke uitbarstingen van radio-emissie uit.
De Very Long Baseline Array is een continentaal systeem van tien radiotelescoopantennes, variërend van Hawaï in het westen tot de Amerikaanse Maagdeneilanden in het oosten. Opgedragen in 1993, wordt de VLBA beheerd door de Amerikaanse National Radio Astronomy Observatory en is ontworpen om de helderste objecten in het heelal te volgen met de hoogst beschikbare resolutie in de astronomie.
Het werk voor astronomen stopt hier niet: het team heeft geconcludeerd dat het gebied van de straal dat zich het dichtst bij het zwarte gat bevindt, ongetwijfeld de plaats is waar de gammastraling en de radioflitsen van licht in ongeveer dezelfde tijd ontstaan. Sommige delen van de puzzel moeten echter nog worden opgelost, zeggen ze: sommige heldere gammastraalbronnen in de lucht lijken geen radio- of optische tegenhanger te hebben - hun aard is nog volledig onbekend.
Bron: Max-Planck Institute. De bevindingen worden gerapporteerd in twee publicaties in het nummer van 1 mei 2009 vanAstrophysical Journal Letters (hier en hier).
Links:
Zeer lange baseline-array
VLBA Monitoring van AGN Jets: The MOJAVE Project
Fermi Gamma-ray ruimtetelescoop LAT Group
