14 augustus 2022

Nieuwe opsporingsmethode voor quasars in het vroege heelal

Artistieke impressie van de verre quasar ULAS J1120+0641. Credit: ESO/M. Kornmesser. 

Astronomen van de Sterrewacht Leiden hebben een nieuwe methode ontwikkeld om verre quasars te vinden en beter te onderscheiden van andere objecten die erop lijken, met behulp van technieken voor machinaal leren. Het onderzoeksresultaat is geaccepteerd voor publicatie in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Het is het laatste artikel waarop Maolin Zhang coauteur is, de veelbelovende Leidse promovendus van Chinese komaf die in 2019 om het leven kwam bij een brand in zijn woning.

Een quasar is een extreem helder actief centrum van een sterrenstelsel, aangedreven door een superzwaar zwart gat, dat tot een miljard keer zwaarder kan zijn dan de zon. Sommige superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels zijn inactief, zoals het zwarte gat in onze Melkweg, maar vele zijn actief, omgeven door een wervelende schijf van oververhit gas.

De zwarte gaten lanceren straalstromen (jets) die honderdduizenden lichtjaren ver de intergalactische ruimte in reiken. Ze versnellen geladen deeltjes met een snelheid die dicht bij de lichtsnelheid ligt, waardoor ze tot de krachtigste deeltjesversnellers in het heelal behoren. Het uitstoten van gas door jets is essentieel voor het reguleren van de massa en stervorming in sommige van de zwaarste sterrenstelsels, waardoor superzware zwarte gaten een belangrijke rol spelen in de vorming en evolutie van sterrenstelsels.

Quasars zijn dan ook ideale objecten om de evolutie van het heelal te bestuderen, vooral de aller vroegste stadia. Een van de grootste uitdagingen waar sterrenkundigen voor staan, is het vinden van deze objecten. Doordat ze zo ver weg staan, worden quasars gezien als zwakke rode punten aan de hemel. Ironisch genoeg lijken deze krachtpatsers aan de ‘rand’ van het heelal vanaf de aarde erg op objecten als rode dwergen, sterren die kleiner zijn dan onze zon en die astronomen alleen binnen een paar honderd lichtjaar kunnen waarnemen. Omdat er zoveel meer dwergsterren zijn dan quasars, zijn traditioneel de meeste steekproeven van veelbelovende quasar-kandidaten sterk vervuild met dwergsterren.

Eén van de Pan-STARRS 1 telescopen. Credit: PS1 Science Consortium.

De astronomen hebbend de nieuwe methode losgelaten op een catalogus van bronnen uit de grote hemelsurvey van Pan-STARRS, een aantal optische telescopen in Hawaï, ondersteund door een catalogus van radiobronnen van LOFAR, de laagfrequente radiotelescoop van ASTRON in Nederland. Met de gecombineerde gegevens hebben ze bronnen geïdentificeerd die hoogstwaarschijnlijk quasars zijn. Om deze objecten goed te kunnen identificeren, hebben ze de spectra van een klein aantal kandidaten gemeten met de 2-meter Isaac Newton Telescoop op La Palma.

Het onderzoek bevestigde dat een van de kandidaten inderdaad een quasar was, en bovendien een zeer heldere, op een moment dat het heelal minder dan een miljard jaar oud was. De ontdekking van deze nog nooit eerder waargenomen quasar toont aan dat de ontwikkelde techniek nieuwe wegen opent voor de ontdekking van meer quasars in het vroege heelal, zowel in bestaande als in toekomstige surveys. De onderzoekers verwachten dat er nog honderden andere quasars verborgen zouden kunnen zijn, omdat de nu ontdekte quasar in een relatief klein gebied aan de hemel is aangetroffen.

Coauteur van dit artikel is de Leidse promovendus Maolin Zhang. Tijdens een brand in zijn huis in Hillegom in de vroege ochtend van 17 januari 2019 kwam Zhang om het leven. Zijn carrière in de sterrenkunde kwam daarmee tot een vroegtijdig einde. Zhang groeide op in China. Hij was van eenvoudige komaf maar slaagde erin toegelaten te worden tot de prestigieuze Tsinghua Universiteit, waar hij in 2016 een mastergraad in Engineering behaalde. In 2017 kreeg hij een gezamenlijke beurs van de China Scholarship Council (CSC) en de Universiteit Leiden voor een PhD-graad in de astronomie. Vanwege zijn uitzonderlijke prestaties werd hij beschouwd als een held in de lokale gemeenschap in China waar hij opgroeide en waar zijn ouders nog steeds wonen. Eerste auteur en promovendus Jonah Wagenveld en Maolin Zhang hebben binnen dit onderzoek samengewerkt aan de nieuwe opsporingsmethode voor quasars. Bron: Astronomie.nl.

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: