Zwarte gaten zijn misschien onzichtbaar, maar de oververhitte materie die zich eromheen stapelt, schijnt helder in het spectrum van gammastraling. ESA's Integral ruimtevaartuig heeft onlangs het niveau van deze achtergrondstraling gekalibreerd door naar een hemelpunt te kijken en de aarde ervoor voorbij te laten gaan om het langzaam te blokkeren. Met behulp van deze berekeningen zullen astronomen puntbronnen van gammastraling beter kunnen onderscheiden van het wegspoelen van achtergrondstraling.
Astronomen die ESA's baan om gammastraling gebruiken, Integral, hebben een belangrijke stap gezet om te schatten hoeveel zwarte gaten er in het heelal zijn.
Een internationaal team onder leiding van Eugene Churazov en Rashid Sunyaev, Space Research Institute, Moskou, en met wetenschappers van alle groepen van het Integral consortium, gebruikte de aarde als een gigantisch schild om het aantal veelbetekenende gammastralen van het verre heelal te bekijken afnemen tot nul, omdat onze planeet hun zicht blokkeerde.
"Point Integral overal in de ruimte en het meet gammastraling", zegt Pietro Ubertini van INAF, Italië, en hoofdonderzoeker op Integral's gammastraal-imager. De meeste van die gammastralen komen niet van nabijgelegen bronnen, maar van hemellichamen die zo ver weg zijn dat ze nog niet kunnen worden onderscheiden als individuele bronnen. Deze verre gammastraling-emissie creëert een eeuwige gloed die het heelal baadt.
De meeste astronomen zijn van mening dat de onzichtbare objecten superzware zwarte gaten zijn, miljoenen of miljarden keren zwaarder dan de zon en elk in het centrum van een sterrenstelsel. Terwijl de zwarte gaten materie inslikken, geven de wervelende gassen röntgenstralen en gammastralen af. Het nauwkeurig meten van de gloed, bekend als de röntgen- en gammastraalachtergrond, is de eerste stap om te berekenen hoeveel zwarte gaten eraan bijdragen en hoe ver ze zich in het heelal bevinden.
De nieuwe integrale waarnemingen zijn gedaan in januari en februari 2006 en bieden zeer nauwkeurige gegevens over de gammastraalachtergrond. De sleutel tot succes was het gebruik van de aarde als schild.
De aarde toestaan om het gezichtsveld van Integral binnen te gaan, druist in tegen de standaard set nominale waarnemingen voor de satelliet, omdat de optische apparaten die nodig zijn om de houding van het ruimtevaartuig te bepalen, verblind zouden worden door de heldere aarde. Deze operatie vereiste dus opmerkelijke inspanningen van de ISOC / MOC-teams die de missie uitvoerden, die moesten vertrouwen op alternatieve controlemechanismen voor ruimtevaartuigen. Maar het risico was het waard: door de afname van de gammastraalflux te meten nadat de aarde het zicht van Integral had geblokkeerd en door een model te maken van de atmosferische emissie van de aarde, bepaalden de astronomen nauwkeurig de gammastraalachtergrond.
Een andere bonus van de integrale waarnemingen is dat de complementaire instrumenten van het observatorium de sterkte van zowel röntgen- als gammastralen tegelijkertijd konden meten. In het verleden moesten verschillende satellieten de verschillende energieën van röntgen- en gammastraling meten, waardoor astronomen de taak moesten hebben om de resultaten als puzzelstukjes bij elkaar te voegen.
Het is niet alleen de algehele gloed die Integral heeft gezien. Vóór de lancering van de satelliet werden slechts enkele tientallen hemellichamen waargenomen in gammastraling. Integral ziet nu ongeveer 300 individuele bronnen in onze Melkweg en ongeveer 100 van de helderste superzware zwarte gaten in andere sterrenstelsels. Dit is het topje van de ijsberg. Astronomen geloven dat er tientallen miljoenen actieve zwarte gaten zijn verspreid door de ruimte, die allemaal bijdragen aan de gammastraalachtergrond. Uit eerdere waarnemingen in de zachtere röntgenband is bekend dat de zachte achtergrondstraling bijna volledig wordt bevolkt door Active Galactic Nuclei (AGN). Het is dus zeer waarschijnlijk dat deze objecten ook hier verantwoordelijk zijn bij hogere Integrale energieën, ook al is dit nog niet bewezen.
De volgende stap is dat astronomen computermodellen programmeren om te berekenen hoe de emissie van deze ongeziene populatie van zwarte gaten samensmelt om de waargenomen gloed te geven. Deze computermodellen voorspellen het aantal en de afstand van de zwarte gaten en geven inzicht in de manier waarop ze zich gedragen in het centrum van jonge, middelbare en oude sterrenstelsels. Ondertussen zal het Integral-team hun metingen van de verbijsterende gammastraalachtergrond blijven verfijnen.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
Wilt u uw computerachtergrond bijwerken? Hier zijn enkele coole zwarte achtergrondafbeeldingen.
