Sterrenkundigen weten al langer dat superzware zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels enorme straalstromen, ofwel jets produceren. Deze jets schieten weg van het zwarte gat en verwarmen het omringende gas in de wijde omgeving. Als de jets botsen met gas vormen ze enorme lobben van tienduizenden lichtjaren in diameter. Het kan honderden miljoenen jaren duren voordat deze lobben uitdoven. Daarmee geven ze sterrenkundigen, in theorie althans, veel informatie over wat er is gebeurd in een cluster.
Het probleem is dat de informatie lastig uit de lobben te halen valt. Een internationaal team van sterrenkundigen heeft daar nu een eind aan gemaakt. Ze combineren metingen van de radiotelescoop LOFAR, waarvan het hart zich in Drenthe bevindt, met die van de röntgensatelliet Chandra.
Som meer dan delen
"Die combinatie levert een veel beter idee van wat er gebeurt," legt onderzoeker Roland Timmerman (Universiteit Leiden) uit. "Het is cliché, maar de som is hier echt meer dan het geheel der delen. Chandra en LOFAR kunnen individueel een vrij redelijke gok wagen over de hoeveelheid energie die door het zwarte gat wordt geïnjecteerd in de clusteromgeving, maar samen staan ze nog veel sterker. Voorheen was deze combinatie niet haalbaar, omdat er geen radiobeelden beschikbaar waren met voldoende kwaliteit om Chandra's röntgenbeelden te matchen. Omdat er nu LOFAR-antennestations door heel Europa staan, is de resolutie hoog genoeg."
De sterrenkundigen beschikken nu over radiobeelden die qua scherpte te vergelijken zijn met de zichtbaarlichtbeelden van de Hubble-telescoop. Om hun techniek toe te lichten, hebben ze het Perseuscluster in beeld gebracht. Dat is een groep van meer dan duizend sterrenstelsels die zich op ongeveer 240 miljoen lichtjaar bevinden in de richting van het noordelijke sterrenbeeld Perseus.
Inmiddels zijn de astronomen bezig om van andere clusters van sterrenstelsels samengestelde afbeeldingen te creëren. Met de achterliggende gegevens hopen ze meer te begrijpen over de wisselwerking tussen sterrenstelsels en hun omgeving in het vroege heelal.
Wetenschappelijk artikel
Measuring cavity powers of active galactic nuclei in clusters using a hybrid X-ray-radio method -- A new window on feedback opened by subarcsecond LOFAR-VLBI observations. Door: R. Timmerman, R.J. van Weeren, A. Botteon, H.J.A Röttgering, B.R. McNamara, F. Sweijen, L. Bîrzan, L.K. Morabito. Geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics. Origineel (open access) | preprint
Samengestelde afbeelding van het centrum van het Perseus-sterrenstelselcluster. Rood is radiostraling van LOFAR. Blauw is röntgen van de Chandra-telescoop. Wit is waterstof van de H-alphakaart van de WIYN-telescoop. En op de achtergrond is de sterrenhemel in optisch licht zichtbaar van de Hubble-telescoop. (c) LOFAR/Chandra/WIYN/Hubble/Frits Sweijen
[hogere resolutie]