20 maart 2019

Miljoenen voor middelgrote zwarte gaten en revolutionaire roodverschuivingsmachine

SRON-onderzoekers Jochem Baselmans (2,4 miljoen euro) en Peter Jonker (2 miljoen euro) hebben van de European Research Council beiden een prestigieuze beurs toegekend gekregen voor onafhankelijk baanbrekend onderzoek. Jonker gaat op jacht naar middelgrote zwarte gaten om te bepalen of die werkelijk bestaan. Baselmans gaat een revolutionair instrument ontwikkelen om de roodverschuiving te meten van zogenoemde submillimeterstelsels, ver weg gelegen melkwegstelsels die verantwoordelijk zijn voor de kosmische verinfrarood-achtergrondstraling.

Het gaat bij zowel Baselmans als Jonker om een ERC Consolidator Grant, die toponderzoekers in staat stelt om hun onafhankelijke onderzoeksprogramma en/of onderzoeksgroep te consolideren. De ERC wil zo nieuw excellent onderzoek versterken. Met de Europese onderzoekbeurs kunnen Baselmans en Jonker de komende vijf jaar nieuwe veelbelovende onderzoekers aantrekken.

Middelgrote zwarte gaten: ongrijpbare tussenmaatjes
Peter Jonker gaat met zijn groep een van de grote raadselen van de hoge-energiefysica te lijf: de vraag of middelgrote zwarte gaten daadwerkelijk bestaan. Sterrenkundigen denken dat deze ongrijpbare tussenmaatjes – met een massa van honderden tot wel honderdduizend zonmassa’s – vroeg in het heelal moeten zijn ontstaan uit de eerste generatie van supersterren of enorme gaswolken die tot zwarte gaten ineenstortten. De ruimte rond melkwegstelsels zou er dan vol mee moeten zitten. Zo ook de ruimte rond ons eigen melkwegstelsel. Er zijn inmiddels wel sterke aanwijzingen voor het bestaan van middelgrote zwarte gaten, maar direct bewijs is er nog niet.

Jonker wil daarom met ESA’s nieuwe ruimtetelescoop Gaia en de grootste telescopen op aarde objecten en verschijnselen bestuderen die alleen ontstaan kunnen zijn door toedoen van een middelgroot zwart gat. Het gaat hierbij om weggeslingerde supercompacte sterrenhopen, rode superreuzen die extreem heldere röntgenbronnen voeden en witte dwergen die door getijdenkrachten uit elkaar worden getrokken. Jonker zoekt naar sterren die zich in de invloedssfeer van een kandidaat-middelgroot zwart gat bevinden. Door hun bewegingen te meten kan hij de massa ervan vaststellen.Jonker: “Het vinden van onweerlegbaar bewijs voor het bestaan van een middelgroot zwart gat is op zichzelf al een grote wetenschappelijk doorbraak. Maar het onderzoek heeft mogelijk ook verstrekkende implicaties voor de zoektocht naar signalen van donkere materie-deeltjes. En middelgrote zwarte gaten staan aan de basis van kosmische rampen die gravitatiegolven veroorzaken. Tenslotte zijn middelgrote zwarte gaten voor een belangrijk deel de groeikernen en bouwstenen van superzware zwarte gaten.

Roodverschuivingsmachine meet 25 melkwegstelsels tegelijkertijd
Jochem Baselmans gaat met zijn groep werken aan de ontwikkeling, bouw en ingebruikname van MOSAIC (Multi Object Spectrometer with an Array of superconducting Integrated Circuits). MOSAIC wordt een revolutionair instrument dat het emissiespectrum van maar liefst 25 submillimeter-melkwegstelsels tegelijkertijd én over een enorme bandbreedte kan meten. De huidige instrumenten kunnen dit niet, wat een systematische studie van het enorme aantal submillimeterstelsels ondoenlijk maakt. Baselmans: “Submillimeterstelsels zenden straling uit op golflengten tussen infrarood- en radiostraling en zijn verantwoordelijk voor de kosmische ver-infrarood achtergrondstraling. We weten heel weinig van deze stelsels, omdat we deze niet in andere golflengtegebieden kunnen waarnemen. MOSAIC stelt ons in staat om gedetailleerde spectra te meten van veel van dergelijke stelsels op de submillimetergolflengtes, wat ons veel leert over de evolutie van sterrenstelsels en ons in staat stelt om de afstand tot deze stelsels te meten.” Het hart van MOSAIC bestaat uit een array van 25 pixels die submillimeterstraling opvangen in een frequentiegebied van 325-905 GHz. Elk pixel heeft een antenne, die in staat is om de waarnemingsrichting aan te passen. Dit stelt MOSAIC in staat om elk pixel onafhankelijk op een individueel sterrenstelsel te richten. Achter de antenne zit een spectrometer die met een hoge resolutie (R=500) het spectrum van het melkwegstelsel meet. Al deze functionaliteiten zijn gecombineerd in één chip, die gebaseerd is op supergeleidende nanotechnologie. Dit is wat MOSAIC technologisch mogelijk en uniek maakt. MOSAIC wordt ontwikkeld in samenwerking met de Universiteit Delft en de Sterrewacht Leiden. De waarnemingen zullen worden gedaan op de Japanse telescoop ASTE in Chili. Bron: SRON.

Laat wat van je horen

*

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