Quasars die zichtbaar zijn bij gammastralen worden 'blazars' genoemd. Blazars behoren tot de meest energetische objecten in het universum en worden gevoed door superzware zwarte gaten in de kern van bepaalde gigantische elliptische sterrenstelsels. Een internationaal team van astrofysici die een combinatie van telescopen op de grond en in de ruimte gebruiken, hebben verrassende veranderingen in de straling van een actief sterrenstelsel aan het licht gebracht. Het beeld dat naar voren komt uit deze allereerste gelijktijdige waarnemingen met optische, röntgen- en nieuwe generatie gammastraaltelescopen is veel complexer dan wetenschappers hadden verwacht en stelt de huidige theorieën over hoe blazars de straling die ze uitzenden, ter discussie.
Het sterrenstelsel, PKS 2155-304 genaamd, zendt tegengesteld gerichte stralen deeltjes uit die met de snelheid van het licht reizen terwijl materie in een centraal superzwaar zwart gat valt; dit proces is niet goed begrepen. In het geval van blazars is de melkweg zo georiënteerd dat we recht in de straal kijken.
PKS 2155-304 bevindt zich op 1,5 miljard lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Piscis Austrinus en is gewoonlijk een detecteerbare maar zwakke gammastraalbron. Maar wanneer de jet een grote uitbarsting ondergaat, zoals in 2006, kan de melkweg de helderste bron aan de hemel worden met de hoogste gammastraling-energieën die wetenschappers kunnen detecteren - tot 50 biljoen keer de energie van zichtbaar licht. Zelfs uit sterke bronnen valt slechts ongeveer één gammastraal deze energetische stof elke maand een vierkante meter boven aan de atmosfeer van de aarde.
Atmosferische absorptie van een van deze gammastralen zorgt voor een kortstondige regen van subatomaire deeltjes. Terwijl deze snel bewegende deeltjes door de atmosfeer stromen, produceren ze een zwakke flits van blauw licht. Het High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S), een reeks telescopen in Namibië, heeft deze flitsen vastgelegd vanaf PKS 2155-304.
Gammastraling bij lagere energieën werd direct gedetecteerd door de Large Area Telescope (LAT) aan boord van NASA's baanbrekende Fermi Gamma-ray Space Telescope. "De lancering van Fermi geeft ons de mogelijkheid om dit krachtige sterrenstelsel voor het eerst over zoveel mogelijk golflengten te meten", zegt Werner Hofmann, woordvoerder van de H.E.S.S. team van het Max-Planck Instituut voor Kernfysica in Heidelberg, Duitsland.
Met het gammastraalregime volledig gedekt, wendde het team zich tot NASA's Swift- en Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) -satellieten om gegevens te verstrekken over de röntgenemissies van de melkweg. Afronding van de golflengtedekking was de H.E.S.S. Automatische telescoop voor optische bewaking, die de activiteit van de melkweg in zichtbaar licht registreerde.
Tussen 25 augustus en 6 september 2008 hebben de telescopen PKS 2155-304 gevolgd in zijn rustige, niet-affakkelende toestand. De resultaten van de 12-daagse campagne zijn verrassend. Tijdens uitbarstingen van deze en andere blazars stijgen en dalen de röntgen- en gammastraling-emissie samen. Maar het gebeurt niet op deze manier als PKS 2155-304 in de rustige staat is - en niemand weet waarom.
Wat nog vreemder is, is dat het zichtbare licht van de melkweg stijgt en daalt met zijn gammastraling. "Het is alsof je naar een brander kijkt waar de hoogste temperaturen en de laagste temperaturen stapsgewijs veranderen, maar de middelste temperaturen niet", zegt Berrie Giebels, een astrofysicus bij de Franse École Polytechnique die werkt met zowel de H.E.S.S. en Fermi LAT-teams.
"Astronomen leren dat de verschillende bestanddelen van de jets in blazars op vrij gecompliceerde manieren op elkaar inwerken om de straling die we waarnemen te produceren", zegt Jim Chiang, teamlid van Fermi aan de Stanford University, Californië. "Deze waarnemingen kunnen de eerste aanwijzingen bevatten die ons kunnen helpen ontwarren wat er werkelijk aan de hand is diep in het hart van een blazar. "
Bron: NASA
