Astronomen, onder wie Anna Juráňová (SRON), hebben voor het eerst de gasstromen in kaart gebracht vanuit een van de dichtstbijzijnde quasars— I Zwicky 1. Quasars zijn heldere kernen van sterrenstelsels die worden aangedreven door het superzware zwarte gat in hun centrum. Het wolkensysteem rond I Zwicky 1 wordt weggeblazen met snelheden van tientallen tot duizenden kilometers per seconde.
Artist impression van gasstromen vanuit een quasar. Credit: ESO/M. Kornmesser
De meeste sterrenstelsels, waaronder onze Melkweg, herbergen een superzwaar zwart gat in hun centrum. Deze hebben doorgaans een massa vergelijkbaar met miljoenen zonnen. Het merendeel hult zich in de eeuwige duisternis van het heelal, zonder een spoortje na te laten. Sommige hebben echter grote hoeveelheden materiaal in hun omgeving om zich mee te voeden. Dit transformeert ze in een schitterend lichtbaken dat hun hele sterrenstelsel doet verbleken. Gezien hun compacte formaat en grote afstand tot de aarde verschijnen deze actieve kernen als stipjes aan de nachthemel, zoals de sterren in de Melkweg. Daarom werden ze vroeger quasi-stellaire objecten genoemd—kortweg quasars.
De meeste quasars bevinden zich in het verre, vroege heelal, maar I Zwicky 1 zweeft relatief dichtbij op minder dan een miljard lichtjaar van de aarde. Dit biedt astronomen een handig laboratorium om de extreme omstandigheden in quasars te bestuderen. Een team van sterrenkundigen onder leiding van Anna Juráňová (SRON) en onder wie Elisa Costantini (SRON) heeft nu voor het eerst zijn uitvloeiende gasstromen in kaart gebracht. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop hebben ze de eigenschappen achterhaald van vier geïoniseerde gaswolken die met snelheden van 60, 280, 1950 en 2900 kilometer per seconde worden weggeblazen.
‘I Zwicky 1 heeft heel bijzondere eigenschappen,’ zegt Juráňová. ‘Andere quasars hebben vergelijkbare gasstromen, maar bij deze valt alles precies goed. Onze kijkhoek, de breedte van de lijnen in het spectrum, enzovoort. Daardoor kunnen we veel dieper graven in de processen die aan de gang zijn. We hebben een algeheel beeld verkregen van de bewegingen van het geïoniseerde gas in een quasar, wat zeldzaam is.’
De quasar I Zwicky 1. Credit: ESO/ST-ECF Science Archive Facility, NASA, Hubble Space Telescope (STScI)
Het team ontdekte dat een van de gaswolken gevangen zat in de schaduw van een andere. Dit komt doordat de sterke straling van de quasar de wolken naar buiten duwt, weg uit de buurt van het zwarte gat. Ionen van elementen zoals stikstof, zuurstof en koolstof in de gaswolken absorberen het ultraviolette licht van de quasar en worden daardoor weggeduwd. I Zwicky 1 is de dichtstbijzijnde quasar die concreet bewijs levert van dit mechanisme.
De omgeving rond I Zwicky 1 lijkt dynamischer dan wat sterrenkundigen vaak zien rond nabije superzware zwarte gaten. Juráňová: ‘Onze data suggereren dat er veel meer gas wordt weggeblazen uit de schijf rond het zwarte gat. Met dat inzicht snappen we beter hoe deze superzware zwarte gaten groeien en wisselwerken met hun omgeving.’
Meer hierover is te vinden in het vakartikel The outflowing ionised gas of I Zw 1 observed by HST COS, verschenen in Astronomy & Astrophysics (2024). Bron: SRON.
Het lijkt er op, dat de inhoud van de weggeschoten dubbele jets (noord en zuid ) voorzien worden van gas uit de plasma disc rondom het zwarte gat. Zo zou een plasma carousel of Birkeland current caroussel kunen omtstaan rondom Zwicky.