Astronomen hebben 53 nieuwe superzware zwarte gaten ontdekt die met bijna lichtsnelheid stralen van materie uitstoten die zich uitstrekken tot wel 7,2 miljoen lichtjaar, ongeveer 50 keer de breedte van de Melkweg.
Deze monsterlijke objecten, bekend als gigantische radioquasars, maken deel uit van een groep van 369 radioquasars die onlangs door Indiase astronomen zijn ontdekt in gegevens die zijn verzameld door de Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT), een reeks van 30 parabolische schotels in de buurt van Pune, India, als onderdeel van de TIFR GMRT Sky Survey (TGSS). De TGSS bestreek ongeveer 90% van de hemelbol boven de aarde. Dankzij het brede gezichtsveld en de hoge gevoeligheid van de telescoop is dit het ideale instrument om verre gigantische radio-uitzendende structuren zoals gigantische radioquasars te spotten. “De afmetingen van deze radiostralen zijn niet te vergelijken met ons zonnestelsel of zelfs onze melkweg”, aldus teamlid Souvik Manik, onderzoeker aan het Midnapore City College, in een verklaring per e-mail. “We hebben het over 20 tot 50 diameters van de Melkweg naast elkaar.”
Hoewel men denkt dat superzware zwarte gaten met een massa van miljoenen tot miljarden keren die van de zon zich in het hart van alle grote sterrenstelsels bevinden, voeden niet al deze kosmische titanen heldere centrale gebieden die actieve galactische kernen (AGN) worden genoemd, of worden ze gezien als ‘quasars’, die extreem krachtige galactische kernen zijn. Om een quasar van energie te voorzien, moet een superzwaar zwart gat omgeven zijn door een overvloed aan gas en stof, waar het zich mee kan voeden. Deze materie wervelt rond superzware zwarte gaten in afgeplatte wolkenstructuren die accretieschijven worden genoemd. De enorme zwaartekracht van superzware zwarte gaten genereert krachtige getijdenkrachten in accretieschijven, waardoor dit materiaal wordt verwarmd en heldere straling over het elektromagnetische spectrum uitzendt.
Zwarte gaten staan echter bekend als slordige eters, en niet alle materie in accretieschijven wordt aan hen gevoerd. Sterke magnetische velden leiden sterk geïoniseerd gas, of plasma, naar de polen van het superzware zwarte gat, waar het wordt versneld tot bijna lichtsnelheid en in tegengestelde richtingen wordt uitgestoten als krachtige dubbele stralen. Na verloop van tijd, en naarmate ze afstanden van vele lichtjaren van hun bron bereiken, kunnen deze stralen zich verspreiden tot brede pluimen of “lobben” die zich ver boven en onder het vlak van de melkweg waaruit ze voortkomen, uitstrekken. De stralen en lobben gaan gepaard met sterke radiogolfemissies.
“Hun enorme radiostralen maken deze quasars waardevol voor het begrijpen van zowel de late stadia van hun evolutie als het intergalactische medium waarin ze zich uitbreiden, het ijle gas dat hun radiolobben miljoenen lichtjaren van het centrale zwarte gat begrenst”, aldus teamleider Sabyasachi Pal, astronoom aan het Midnapore City College. “Het is echter niet eenvoudig om zulke reuzen te vinden.” De onderzoeker legde uit dat dit komt doordat de vage “brug” van emissies die de twee lobben met elkaar verbindt, vaak onder de detectielimiet verdwijnt, waardoor de algehele structuur gebroken of onvolledig lijkt. “Laagfrequente radio-onderzoeken zijn bijzonder effectief voor het identificeren van deze systemen, omdat het verouderde synchrotronplasma in de lobben sterker uitzendt bij lagere radiofrequenties dan bij hogere”, vervolgde Pal.
Het team merkte een interessante trend op met betrekking tot gigantische radioquasars en de omgevingen waarin ze zich bevinden. Ze ontdekten dat ongeveer 14% van deze monsterlijke objecten zich bevindt in sterrenstelselgroepen en -clusters en in de buurt van kosmische filamenten van gas, stof en donkere materie waar sterrenstelsels samenkomen en groeien. “Het lijkt erop dat de omgeving een belangrijke rol speelt in de ontwikkeling van deze radiostralen”, aldus teamlid Netai Bhukta van de Sidho Kanho Birsha University in Lagda, India, in de verklaring. “In dichtere gebieden kunnen de stralen worden vertraagd, afgebogen of verstoord door het omringende gas, terwijl ze in legere gebieden vrij kunnen groeien door het intergalactische medium.”
Hoewel de meeste quasars dubbele stralen hebben, merkten de wetenschappers dat deze stralen vaak ongelijk zijn in lengte of helderheid, een verschil dat radiojetasymmetrie wordt genoemd. “Deze asymmetrie vertelt ons dat deze stralen strijden tegen een ongelijk kosmisch milieu”, aldus teamlid Sushanta K. Mondal, eveneens van de Sidho Kanho Birsha University. “Aan de ene kant kan de jet in dichtere wolken van intergalactisch gas terechtkomen, waardoor zijn groei wordt vertraagd, terwijl de andere kant zich vrijelijk uitbreidt door een dunner medium.” De bevindingen van het team lijken erop te wijzen dat reusachtige quasars op grotere afstand een grotere asymmetrie van de stralen vertonen dan quasars die dichter bij de Melkweg staan. Dit zou kunnen komen doordat hoe verder weg deze quasars zijn, hoe verder terug in de tijd we ze zien, en de vroege kosmos was veel chaotischer en vol met dichter gas dat de banen van deze stralen verstoorde.
Bron: Space.com
