MIDI, de Nederlandse infrarood-interferometer op de ESO Very LargeTelescope in Chili, begint wetenschappelijke resultaten af te leveren. Al in de testfase, afgelopen zomer, werden twee via MIDI gekoppelde VLT-telescopen met succes gericht op de kern van het actieve sterrenstelsel NGC 1068, waar zich een superzwaar zwart gat moet bevinden. De Leidse astronomen Walter Jaffe, Huub Rottgering en collega's berichten in Nature van 6 mei over een vervolgstudie, die een merkwaardig 'opgepompte' stof-torus rond het zwarte gat onthult.
De beeldscherpte die MIDI bij dit onderzoek bereikte, komt overeen met het lezen van een krant op enige kilometers afstand. Geen enkele alleenstaande telescoop kan deze beeldscherpte in infrarood-opnamen zelfs maar benaderen. MIDI combineert echter - via ondergrondse tunnels en geavanceerde optische apparatuur, de zogeheten delay lines - het licht uit twee grote VLT-telescopen die op ongeveer honderd meter van elkaar staan. Zo ontstaat een virtuele telescoop met een spiegel-diameter van 78 meter (minder dan honderd meter, omdat NGC 1068 niet loodrecht boven Chili aan de hemel staat).
NGC 1068 (ook bekend als Messier 77) is een sterrenstelsel op ongeveer 50 miljoen lichtjaar afstand met een actieve kern. Die kern straalt enorm veel energie uit op allerlei golflengtes. Men neemt aan dat zich daar een zwart gat bevindt dat bezig is met veel geweld gas en stof uit z'n omgeving op te slokken. Vanaf de aarde kunnen we niet tot in de kern van NGC 1068 kijken, naar men aannam omdat het zicht geblokkeerd wordt door gas en stofwolken.
De interferometrische waarnemingen met MIDI in juni en november 2003 hebben, figuurlijk althans, de mist doen optrekken. Het zwarte gat in NGC 1068 blijkt omringd door een plompe, roterende torus (de vorm van een auto-binnenband) van gas en stof iets warmer dan kamertemperatuur, met een diameter van 11 lichtjaar en een hoogte van 7 lichtjaar. Daarbinnen bevindt zich een afgeplatte wolk heet gas en stof van minstens 500 graden Celsius met een diameter van 2 lichtjaar. Het zwarte gat zelf, dat honderd miljoen keer zwaarder is dan de zon, is niet veel groter dan de baan van Mars om de zon (0,00003 lichtjaar), en was bij dit onderzoek daarom niet te onderscheiden.
Infrarood-waarnemingen aan deze objecten leveren meer informatie op dan optische opnamen, omdat het zichtbaar licht uit de onmiddelijke omgeving van het zwarte gat wordt geabsorbeerd door het verder naar buiten gelegen stof en op infrarode golflengtes weer wordt uitgestraald. De infrarode 'vingerafdruk' wijst er in dit geval op dat het stof voor een belangrijk deel uit calcium-aluminium silicaat bestaat. De auteurs concluderen uit de waarnemingen dat deze torus rond de kern van NGC 1068 zo plomp is dat deze zonder voordurend 'oppompen' spontaan zou afplatten tot een dunne, roterende schijf. Bestaande modellen voor wat er gebeurt in de nabije omgeving van een superzwaar zwart gat verklaren niet waar die pomp-energie vandaan moet komen.
Nature, 6 mei: W. Jaffe e.a,:'The central dusty torus in the active nucleus of NGC 1068'
Contactpersonen:
Walter Jaffe
jaffe@strw.leidenuniv.nl
Huub Rottgering
rottgeri@strw.leidenuniv.nl
Internationaal ESO-persbericht over dit onderwerp.
NOVA-persbericht over testresultaten van MIDI (19 juni 2003)
NOVA-persbericht over testresultaten van MIDI (18 december 2002)