Artistieke impressie van het hart van een quasar. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Sterrenkundigen hebben de röngenstraling onderzocht van één van de meest lichtsterke quasars in het heelal, bedoelt om meer te weten te komen over de interactie tussen het superzware zwarte gat in de kern en de omgeving van het omringende sterrenstelsel. De quasar heet voluit SMSS J114447.77-430859.3, oftewel in het kort J1144. Hij staat 9,6 miljard lichtjaar van ons vandaan, gelegen tussen de zuidelijke sterrenbeelden Centaurus en Hydra. J1144 is extreem lichtsterk: hij straalt zo’n 100.000 miljard (!) keer zoveel energie uit als de zon en dat in diverse delen van het EM-spectrum, radio, optisch, infrarood, ultraviolet en röntgen. Daarmee is J1144 de meest heldere quasar van de afgelopen negen miljard jaar. In 2022 werd J1144 waargenomen in het optische deel en wel met de SkyMapper Southern Survey (SMSS). En nu is hij waargenomen door een bataljon aan röntgentelescopen in de ruimte, te weten:
- Het eROSITA instrument aan boord van het Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG) observatorium
- Het ESA XMM-Newton observatorium
- NASA’s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR)
- NASA’s Neil Gehrels Swift observatorium
Foto gemaakt met XMM-Newton/EPIC-pn van de quasar SMSS J114447.77-430859.3. Credit: ESA/XMM-Newton/Dr Elias Kammoun.
J1144 leent zich uitstekend als quasar om bestudeerd te worden, want hij is extreem lichtsterk en met die 9,6 miljard lichtjaar afstand relatief nabij. Vandaar dat een team van sterrenkundigen onder leiding van Elias Kammoun (Research Institute in Astrophysics and Planetology – IRAP) en Zsofi Igo (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics – MPE) er onderzoek naar heeft gedaan. Quasars zijn feitelijk sterrenstelsels met een Active Galactic Nuclei (AGN), een superzwaar zwart gat dat door de aanvoer van materie actief wordt en dan enorme hoeveelheden straling uitzendt – plus deeltjes in twee straalstromen. Uitkomst van het onderzoek is dat de röntgenstraling bij J1144 een temperatuur heeft van maar liefst 350 miljoen K, da’s 60.000 keer zo hoog als de temperatuur aan het oppervlak van de zon. Het zwarte gat in de kern van J1144 heeft een massa van 10 miljard zonsmassa en per jaar groeit ‘ie met ongeveer 100 zonsmassa door toevoer van invallend gas.
Meer informatie vind je in het vakartikel van E S Kammoun et al, The first X-ray look at SMSS J114447.77-430859.3: the most luminous quasar in the last 9 Gyr, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023).
Bron: RAS.
Negen miljard 600 miljoen lichtjaar is dus nabij ? Naast de deur ? Wat wij hier dus zien is reeds 9,6 miljard jaar oud ? Hoe zou de huidige toestand daar ter plaatse zijn ? Op wat baseert men zich om deze afstand te berekenen ? Daar zou wel eens een zeer ernstig foutje in geslopen kunnen zitten. Ik denk zelfs ? Volkomen fout.
De gemeten roodverschuiving van J1144 is z = 0.83, hetgeen gedaan is met spectrografische waarnemingen – een fluitje van een cent met zo’n helderheid. Uitgevoerd in 2022 met de South African Astronomical Observatory (SAAO) 1,9-meter telescoop en z’n SpUpNIC instrument (Spectrograph Upgrade: Newly Improved Cassegrain). En dat levert die afstand op van 9,6 miljard lichtjaar. Etienne, welke argumenten zijn er om te zeggen dat deze afstand volkomen fout moet zijn?
@ Etienne: Ik denk dat je je ook verkijkt op het perspectief. Quasars staan zowat altijd vele miljarden jaren van ons af, dus “nabij” in deze context wil zeggen: nabij voor een quasar. En de huidige toestand ter plaatse is totaal irrelevant. Wij zien de dingen zoals en wanneer ze zich aan ons voordoen. Dat is altijd kijken naar het verleden. Kijken naar hoe het in een soort absoluut nu zou zijn, is onmogelijk. Ook als je in de spiegel kijkt, kijk je naar het verleden. Het is bovendien ook zinloos: als de Zon nu ontploft, weten we dat pas binnen 8 minuten. Wat een quasar op 9,6 miljard lichtjaar doet of gedaan heeft sinds het licht ervan ons voor het eerst bereikte, is koffiedik kijken: we kunnen berekenen waar hij ongeveer moet staan, of hij nog actief kan zijn dan wel al lang uitgedoofd, of hij is samengesmolten met andere sterrenstelsels of gewoon in lucht opgelost … Your guess is as good as mine, or anybody’s guess. Hier kunnen we alleen speculeren, meer niet. Maar zijn roodverschuiving en andere eigenschappen bepalen volgens het beeld dat we nu zien en dat 9,6 miljard jaar oud is, dat kunnen we wel. Dat is wetenschap (ook al levert die altijd voorlopige kennis op).