In de loop der jaren hebben onderzoekers talloze waarnemingen gedaan van zwarte gaten en hun omgeving, maar nu geeft ESO's Very Large Telescope Interferometer ons het meest gedetailleerde uiterlijk van het stof rond een zwart gat in het centrum van een actief sterrenstelsel dat ooit is verkregen. Oorspronkelijk werd verwacht dat het zich in de ringvormige torus rond het zwarte gat zou bevinden, maar de waarneming was verrassend toen astronomen ontdekten dat een aanzienlijk deel van het stof zich zowel boven als onder de torus bevond. Wat kan dit betekenen? Volgens de laatste bevindingen en in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is het mogelijk dat het stof als een koele wind uit de regio wordt afgevoerd.
De afgelopen twee decennia hebben astronomen ontdekt dat bijna alle sterrenstelsels een zwart gat in hun hart hebben. In veel gevallen worden deze monsters groter door materie uit de directe omgeving op te nemen. Dit is op zijn beurt verantwoordelijk voor het creëren van actieve galactische kernen (AGN), een van de meest energetische objecten in het heelal. Rondom de superlichtgevende reuzen bevinden zich ringen van kosmisch stof die afkomstig zijn uit de ruimte - naar binnen getrokken als water dat door een donkere afvoer stroomt. Volgens de theorie moet de intense infraroodstraling van AGN afkomstig zijn van deze stoffige draaikolken.
Dankzij het krachtige oog van de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili, hebben astronomen nu iets nieuws gezien in een nabijgelegen actief sterrenstelsel dat gecatalogiseerd is als NGC 3783. Terwijl ze het verwachte hete stof in de gaten hielden bij ongeveer 700 tot 1000 graden Celsius, wat ze ook zagen, bracht hen in verwarring ... Enorme hoeveelheden koeler stof zowel boven als onder de hoofdtorus.
Zoals Sebastian Hönig (University of California Santa Barbara, VS en Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Duitsland), hoofdauteur van de paper die de nieuwe resultaten presenteert, uitlegt: “Dit is de eerste keer dat we gedetailleerde mid -infraroodwaarnemingen van het koele stof op kamertemperatuur rond een AGN met vergelijkbare gedetailleerde waarnemingen van het zeer hete stof. Dit vertegenwoordigt ook de grootste reeks infraroodinterferometrie voor een AGN die tot nu toe is gepubliceerd. ”
Is dit een bijtring met een zwart gat? Uit hun waarnemingen vermoeden de onderzoekers dat het nieuw ontdekte stof uit het centrale zwarte gat naar buiten stroomt. Dit betekent dat de wind hoogstwaarschijnlijk een cruciale rol speelt in de verwarde relatie van zowel het zwarte gat als zijn omgeving. Blijkbaar trekt het zwarte gat onmiddellijk materiaal erin, maar de ongelooflijke hoeveelheid straling die dit produceert, lijkt het ook weg te duwen. Wetenschappers zijn verre van duidelijk over hoe deze twee processen samenwerken, maar de ontdekking van deze stoffige wind zou kunnen leiden tot een beter begrip van hun evolutie.
Om de resolutie te krijgen die nodig is om het kerngebied van NGC 3783 te bestuderen, moesten astronomen de gecombineerde kracht van de Unit-telescopen van ESO's Very Large Telescope gebruiken. Door deze verbinding wordt een interferometer gecreëerd - een die kan 'zien' met het equivalent van een 130-meter telescoop.
Een ander teamlid, Gerd Weigelt (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Duitsland), legt uit: “Door de gevoeligheid van wereldklasse van de grote spiegels van de VLT te combineren met interferometrie, kunnen we voldoende licht verzamelen om zwakke objecten te observeren . Hierdoor kunnen we een gebied bestuderen dat zo klein is als de afstand van onze zon tot de dichtstbijzijnde naburige ster, in een sterrenstelsel dat tientallen miljoenen lichtjaren verwijderd is. Geen enkel ander optisch of infrarood systeem ter wereld is hiertoe in staat. ”
Wat betekenen deze nieuwe waarnemingen voor de astronomische wereld? Het kan heel goed het patroon veranderen van hoe we AGN momenteel begrijpen. Om te bewijzen dat stof wordt verdreven door intense straling, moeten er nieuwe modellen worden gemaakt - modellen die deze recente informatie bevatten over hoe stof kan worden verspreid.
Hönig concludeert: "Ik kijk nu echt uit naar MATISSE, waarmee we alle vier VLT-telescopen tegelijk kunnen combineren en tegelijkertijd kunnen observeren in het nabije en midden-infrarood, wat ons veel gedetailleerdere gegevens oplevert." MATISSE, een instrument van de tweede generatie voor de VLTI, is momenteel in aanbouw.
Oorspronkelijke verhaalbron: ESO-persbericht.
