Astronomen zijn voor het eerst getuige geweest van een heftige kosmische botsing waarbij een sterrenstelsel een ander sterrenstelsel doorboort met intense straling. Hun bevindingen, die vandaag in Nature zijn gepubliceerd, laten zien dat door deze straling de stervorming in het getroffen stelsel wordt gehinderd. Bij dit nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van waarnemingen met zowel de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) als de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
In het verre heelal zijn twee sterrenstelsels verwikkeld in een spannende strijd. Steeds opnieuw stormen ze op elkaar af met snelheden van vijfhonderd kilometer per seconde, waarbij ze elkaar schampen en zich vervolgens terugtrekken om zich klaar te maken voor een volgende ronde. ‘Je kunt dus met recht spreken van een ‘kosmisch steekspel’, aldus Pasquier Noterdaeme, onderzoeker aan het Instituut voor Astrofysica van Parijs (Frankrijk) en het Frans-Chileense Laboratorium voor Astronomie (FCLA) in Chili, die daarbij een vergelijking trekt met de middeleeuwse sport waarbij twee ridders elkaar van hun paard proberen te stoten met een lans. Maar hun galactische evenknieën gedragen zich allesbehalve ridderlijk. De ene speelt vals: hij gebruikt een quasar om zijn tegenstander te doorboren met een ‘speer’ van straling.
Quasars zijn de heldere kernen van bepaalde verre sterrenstelsels die worden aangedreven door superzware zwarte gaten die enorme hoeveelheden straling produceren. Zowel quasars als botsingen tussen sterrenstelsels kwamen vroeger – dat wil zeggen: tijdens de eerste paar miljard jaar van het heelal, veel vaker voor dan nu. Dus om ze te kunnen waarnemen, moeten astronomen met krachtige telescopen diep het heelal in kijken. Het licht van dit specifieke ‘kosmische steekspel’ heeft er meer dan elf miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. We zien het dus zoals het was toen het heelal nog maar achttien procent van zijn huidige leeftijd had.
‘We zijn hier voor het eerst getuige van het effect dat de straling van een quasar heeft op de inwendige structuur van het gas in een anderszins regelmatig sterrenstelsel’, licht mede-onderzoeksleider Sergei Balashev van het Joffe-Instituut voor Fysica en Techniek in Sint-Petersburg (Rusland) toe. De nieuwe waarnemingen geven aan dat straling die door de quasar wordt uitgezonden de gas- en stofwolken in het normale sterrenstelsel zodanig verstoort, dat alleen de kleinste, dichtste gebieden overblijven. Deze gebieden zijn waarschijnlijk te klein voor stervorming, waardoor het getroffen sterrenstelsel minder stellaire kraamkamers heeft overgehouden.
Maar dit galactische slachtoffer is niet het enige dat wordt getransformeerd. Balashev legt uit: ‘Aangenomen wordt dat bij deze fusies enorme hoeveelheden gas naar de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels worden geleid.’ Bij het kosmische steekspel komen nieuwe voorraden brandstof binnen het bereik van het zwarte gat dat de quasar aandrijft. En terwijl het zwarte gat zich voedt, kan de quasar zijn vernietigende aanval voortzetten.
Dit onderzoek is uitgevoerd met behulp van ALMA en het X-shooter-instrument van ESO’s VLT, die beide in de Chileense Atacama-woestijn zijn gestationeerd. De hoge resolutie van ALMA hielp de astronomen om de twee samensmeltende sterrenstelsels, die zo dicht bij elkaar staan dat ze bij eerdere waarnemingen één geheel leken te vormen, duidelijk van elkaar te onderscheiden. Met X-shooter analyseerden de onderzoekers het licht van de quasar, terwijl het door het normale sterrenstelsel heenging. Zo kon het team onderzoeken hoe dit sterrenstelsel tijdens deze kosmische strijd te lijden heeft van de straling van de quasar.
Waarnemingen met grotere, krachtigere telescopen zouden meer over dit soort botsingen aan het licht kunnen brengen. Volgens Noterdaeme zal een telescoop zoals ESO’s Extremely Large Telescope ‘ons zeker in staat stellen om dit en andere systemen grondiger te onderzoeken, om zo de evolutie van quasars en hun effect op hun moederstelsels en stelsels in hun omgeving beter te leren begrijpen.’
Wat is ALMA?
De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale astronomische faciliteit, is een samenwerkingsverband van ESO, de Amerikaanse National Science Foundation (NSF) en de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan, in samenwerking met de Republiek Chili. ALMA wordt gefinancierd door ESO (namens haar lidstaten), door de NSF in samenwerking met de National Research Council of Canada (NRC) en de National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan, en door NINS in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan en het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). De bouw en het beheer van ALMA worden geleid door ESO (namens haar lidstaten); door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dat namens Noord-Amerika wordt bestuurd door de Associated Universities, Inc. (AUI), en namens Oost-Azië door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). De overkoepelende leiding en het toezicht op bouw, ingebruikname en beheer van ALMA is in handen van het Joint ALMA Observatory (JAO).
Wat is ESO?
De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) stelt wetenschappers van over de hele wereld in staat om de geheimen van het heelal te ontdekken, ten bate van iedereen. Wij ontwerpen, bouwen en exploiteren observatoria van wereldklasse die door astronomen worden gebruikt om spannende vragen te beantwoorden en de fascinatie voor astronomie te verspreiden, en bevorderen internationale samenwerking op het gebied van de astronomie. ESO, in 1962 opgericht als intergouvernementele organisatie, wordt inmiddels gedragen door 16 lidstaten (België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland) en door het gastland Chili, met Australië als strategische partner. Het hoofdkwartier van de ESO en haar bezoekerscentrum en planetarium, de ESO Supernova, zijn gevestigd nabij München in Duitsland, maar onze telescopen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn – een prachtige plek met unieke omstandigheden voor het doen van hemelwaarnemingen. ESO exploiteert drie waarnemingslocaties: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope en Very Large Telescope Interferometer, evenals surveytelescopen zoals VISTA. Ook zal ESO op Paranal de Cherenkov Telescope Array South huisvesten en exploiteren – ’s werelds grootste en gevoeligste observatorium van gammastraling. Samen met internationale partners beheert ESO APEX en ALMA op Chajnantor, twee faciliteiten die de hemel waarnemen in het millimeter- en submillimetergebied. Op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwen wij ‘het grootste oog ter wereld’ – ESO’s Extremely Large Telescope. Vanuit onze kantoren in Santiago, Chili, ondersteunen wij onze activiteiten in het gastland en werken wij samen met Chileense partners en de Chileense samenleving.
Bron: ESO
