2 december 2021

Vulkanische ‘activiteit’ in zwarte gaten blaast monumentale bellen van honderdduizenden lichtjaren

Een internationaal team van onderzoekers, waaronder astronomen van de Nederlandse Instituten voor Radioastronomie (ASTRON) en Ruimteonderzoek (SRON) en de Universiteit Leiden, observeerde voor het eerst de volledige omvang van de evolutie van heet gas geproduceerd door een actief zwart gat. Naarmate het evolueert, omvat het hete gas een veel groter gebied dan eerder werd gedacht en treft het zelfs objecten die zich op grote afstand bevinden. Hun studie is vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy.

Hier zien we Nest200047, een structuur die de archeologische rijkdommen heeft onthuld die verband houden met honderd miljoen jaar zwarte gat-activiteit. Het zwarte gat bevindt zich in een melkwegstelsel in het midden van de afbeelding en wordt omringd door heldere plasmastralen die worden uitgestoten door zijn polen terwijl het de omringende materie aangroeit. Na verloop van tijd vormen deze jets bellen en filamenten die geleidelijk wegdrijven van hun oorsprong en alles op hun pad beïnvloeden. Dit onthult de uitgebreide impact die een zwart gat heeft, niet alleen op het sterrenstelsel waarin het zich bevindt, maar ook op een gigantisch gebied dat honderden andere sterrenstelsels en een heleboel ander materiaal kan bevatten.

Bubbels en filamenten
De bevindingen kwamen uit studies van Nest200047 – een verder onschuldige groep sterrenstelsels op ongeveer 200 miljoen lichtjaar afstand met in het centrum een spectaculair zwart gat in de melkweg. Het zwarte gat verzamelt actief alle omringende materie en laat daardoor krachtige deeltjesstromen vrij. Deze deeltjes hebben paren bellen en filamenten van heet gas gevormd die geleidelijk van het zwarte gat zijn weggedreven, afstanden van honderdduizenden lichtjaren hebben bereikt en inslaan op alles wat hen in de weg staat. Deze structuren die nu waarneembaar zijn, doen sterk denken aan de rookstromen die in de atmosfeer van de aarde worden geproduceerd door vulkaanuitbarstingen.

“Ons onderzoek laat zien hoe de door het zwarte gat versnelde gasbellen in de loop van de tijd uitzetten en transformeren. Ze creëren inderdaad spectaculaire paddestoelvormige structuren, ringen en filamenten die vergelijkbaar zijn met die afkomstig van een krachtige vulkaanuitbarsting op planeet Aarde”, stelt hij. Marisa Brienza (Universiteit van Bologna, Italiaans Nationaal Instituut voor Astrofysica INAF), die de studie leidde.

LOFAR en eROSITA
Timothy Shimwell (Nederlands Instituut voor Radioastronomie, ASTRON), medeauteur van het onderzoek, is enthousiast over het resultaat. “Al vele jaren proberen onderzoekers erachter te komen hoeveel van de omgeving een zwart gat kan beïnvloeden. De afbeeldingen die we van dit ongelooflijke systeem hebben gemaakt, laten zien dat het antwoord verbazingwekkend groot is. Het zwarte gat heeft niet alleen invloed op het gaststelsel, maar beïnvloedt in plaats daarvan een enorme intergalactische omgeving die honderden andere sterrenstelsels kan bevatten, en het zal aspecten beïnvloeden zoals de snelheid waarmee sterren in die sterrenstelsels worden gevormd.

Als een zwart gat de omringende materie opslokt, produceert het heldere en energieke bundels plasma aan zijn polen. Na verloop van tijd groeien deze stralen uit tot grote bellen en filamenten van heet gas die steeds verder van hun oorsprong afdrijven. Hier zien we links een jong object waar de stralen van materie nog dicht bij een centraal zwart gat zijn. Dit evolueert geleidelijk naar het object uiterst rechts, waar de bellen en filamenten zich honderdduizenden lichtjaren van hun oorsprong hebben verwijderd en alles op hun pad hebben geraakt. Bewijs voor dit evolutiepad werd ontdekt in Nest200047. Credit: Universiteit van Bologna.

Waarnemingen die dit onderzoek mogelijk maakten, zijn uitgevoerd door de Low Frequency Array (LOFAR) en de extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array (eROSITA). LOFAR, met als middelpunt Nederland, is de grootste laagfrequente radiotelescoop ter wereld, en eROSITA is een ultramoderne ruimtetelescoop. Deze faciliteiten hebben onderzoekers in staat gesteld om “in de tijd te reizen” en getuige te zijn van een uitbarsting van een zwart gat meer dan 100 miljoen jaar geleden en de gevolgen ervan in kaart te brengen. Net zoals het bestuderen van artefacten van oude vulkaanuitbarstingen op aarde, zoals die in Pompei.

LOFAR blijkt een van ’s werelds meest productieve radiotelescopen te zijn. “Dit is weer een fantastische wetenschappelijke doorbraak die LOFAR mogelijk heeft gemaakt en het heeft een nieuwe weg geopend voor onderzoek dat actief zal worden nagestreefd”, zegt Huub Rottgering (Universiteit Leiden). Dit komt na substantiële en aanhoudende ontwikkelingsinspanningen, waarbij Reinout van Weeren (Universiteit Leiden) opmerkt dat “de technieken die nodig zijn om een baanbrekende telescoop zoals LOFAR volledig te exploiteren jaren nodig hebben om te ontwikkelen, en afhankelijk zijn van enkele van ’s lands grootste computerfaciliteiten om te werken, dus het behalen van dit soort resultaten is een enorme inspanning, maar wel een die zeer bevredigend is om er deel van uit te maken.”

Onderschrift video: Als een zwart gat de omringende materie opslokt, produceert het heldere en energieke bundels plasma aan zijn polen. Na verloop van tijd groeien deze stralen uit tot grote bellen en filamenten van heet gas die steeds verder van hun oorsprong afdrijven. Hier zien we voor het eerst op een jong object waar de bundels van materie nog dicht bij een centraal zwart gat zijn. Dit filmpje laat zien hoe dit geleidelijk evolueert totdat de bellen en filamenten honderdduizenden lichtjaren van hun oorsprong zijn verwijderd en alles op hun pad hebben geraakt. Bewijs voor dit evolutiepad werd ontdekt in Nest200047.

Wetenschappelijk artikel
“Een momentopname van de oudste AGN-feedbackfasen” gepubliceerd in Nature Astronomy. Het is het resultaat van een gezamenlijke inspanning van experts op het gebied van radio-, optische en röntgenastronomie van de Universiteit van Bologna, INAF, ASTRON, Leiden Observatory, Hamburger Sternwarte, Kazan University, Space Research Institute (IKI), Max Planck Institute for Astrophysics , Universiteit van Hertfordshire, SRON, Observatoire de Paris. Link naar artikel over natuurastronomie : https://www.nature.com/articles/s41550-021-01491-0
DOI: 10.1038/s41550-021-01491-0

Bron: ASTRON.

Comments

  1. Oké…..

    het is wel een beetje een tekort aan fantasie om activiteiten op deze schaal en in het Heelal te vergelijken met Vulkanisme.
    Vulkanisme wat een proces is wat ontstaat op een vast voorwerp wat onder invloed van Ruimte – Tijd inkrimpt en daarop feitelijk steeds een te grote korst heeft en zo het binnenste uit zeer specifieke plekken als Lava en in verhit waterstoom naar buiten stuwt en laat stromen.

    Nee ik vind het beschreven proces niets met Vulkanisme te doen hebben maar wat dan wel ???? daar mag ook ik nog even over nadenken.
    Oei…. nu merk ik dat ik nog niet wijzer ben dan de berichtgevers, het stelt wel een taak.

Speak Your Mind

*

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