21 maart 2019

Ver sterrenstelsel produceert enorme uitbarsting op alle golflengten

blazar

4C +71.07 is een blazar, een type sterrenstelsel met een energetische kern. Blazars zijn verwant aan de bekendere quasars.

In 2011 scheerde een maand lang een energiestraal langs de aarde, die 11 miljard jaar geleden is uitgestoten door een enorm zwart gat. Door gegevens die verkregen zijn met NASA’s Fermi Gamma-ray Space Telescope te combineren met die van de Very Long Baseline Array (‘s werelds grootse radiotelescoop), is men in staat geweest om de bron van de uitbarsting heel precies te bepalen. De theorie voorspelt dat dit soort gamma-uitbarstingen hun herkomst hebben in de nabijheid van een supermassief zwart gat, die de uiteindelijk bron vormt van dit soort activiteit. Helaas komt de praktijk niet altijd overeen met de werkelijkheid: de bron van de recente uitbarsting, die afkomstig is uit het sterrenstelsel 4C +71.07, blijkt helemaal niet vlakbij een supermassief zwart gat te liggen, maar 70 lichtjaar verderop!

Het sterrenstelsel 4C +7107 staat al sinds de jaren ’60 bekend als krachtige radiobron. In de jaren ’90 was het stelsel ook verantwoordelijk voor krachtige uitbarstingen van gammastraling, maar daarna is het weer relatief stil gebleven. Totdat in november 2011 een gigantische uitbarsting werd waargenomen, waarbij het sterrenstelsel 10.000 jaar helderder werd dan alle sterren in onze Melkweg bij elkaar opgeteld. Zoals gezegd volgde de hernieuwde activiteit op een periode van relatieve stilte, en hierdoor zijn astronomen in staat gesteld om de gamma-uitbarsting te linken aan de langzaam stijgende emissie die door radiotelescopen is waargenomen.

4C +71.07 outburst

De uitbarsting (rechts) en de kern (links) van 4C +71.07

Het sterrenstelsel 4C +71.07 bevindt zich op een afstand van 10,6 miljard lichtjaar, in de richting van het sterrenbeeld Grote Beer. In de kern bevindt zich een supermassief zwart gat van 2,6 miljard zonnemassa’s, die actief materiaal aan het verorberen is. Hierdoor ontstaan twee straalstromen van deeltjes, die in tegengestelde richting uit het zwarte gat schieten. Eén van de straalstromen staat precies op de aarde gericht: dit maakt 4C +71.07 een zogenaamde blazar. De Very Long Baseline Array wordt ondermeer gebruikt om blazars in de gaten te houden. Aangezien de tien telescopen van de VLBA op grote afstand van elkaar staan (van Hawaii tot de Maagdeneilanden), functioneert dit netwerk als één grote telescoop met een middellijn van 8500 kilometer! Dat betekent dat het oplossend vermogen van de VLBA een miljoen keer hoger is dan Fermi en 1000 keer hoger dan de Hubble-ruimtetelescoop.

VLBA

In de herfst van 2011 werd een heldere “knot” van radiostraling waargenomen in 4C +71.07. Niet lang daarna nam Fermi de gamma-uitbarsting waar en – als kers op de taart – werd het stelsel ook in zichtbaar licht plots veel helderder. Door de polarisatie van de verschillende emissies met elkaar te vergeleken, blijkt dat de radio-, gamma- en zichtbare straling allemaal afkomstig te zijn uit dezelfde “knot”. Deze knot blijkt op 70 lichtjaar afstand van het centrale zwart gat te staan. Maar waarom straalt de knot zoveel energie uit? Misschien is een straalstroom uit het zwarte gat hier in botsing gekomen met een dichte gaswolk. Hoe dan ook, de ontdekking is een puik staaltje multi-disciplinaire astronomie.

4C +71.07

Radiokaarten en polarisatiemetingen door de VLBA (boven) en de gamma-activiteit gezien door Fermi (onder).

Bron: NASA.

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.