Een internationaal team van onderzoekers, onder wie astronomen van de Nederlandse Instituten voor radioastronomie (ASTRON) en ruimteonderzoek (SRON) en van de Universiteit Leiden, heeft voor het eerst de volledige omvang van de evolutie van heet gas dat door een actief zwart gat wordt geproduceerd, waargenomen. Tijdens de evolutie omvat het hete gas een veel groter gebied dan eerder werd gedacht en treft het objecten die zich op grote afstand bevinden. De studie is vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy.
De bevindingen zijn afkomstig van studies van Nest200047, een verder onbeduidende groep van sterrenstelsels op ongeveer 200 miljoen lichtjaar afstand, die een spectaculair zwart gat in het sterrenstelsel in zijn centrum herbergt. Het zwarte gat is actief bezig om alle omringende materie op te slokken en daardoor krachtige stromen deeltjes vrij te laten. Deze deeltjes hebben paren van bellen en filamenten van heet gas gevormd die geleidelijk van het zwarte gat zijn weggedreven. Ze bereiken afstanden van honderdduizenden lichtjaren en botsen op alles wat in hun weg staat. De structuren die nu waarneembaar zijn, doen sterk denken aan de rookstromen die door vulkaanuitbarstingen in de atmosfeer van de aarde ontstaan.
“Ons onderzoek laat zien hoe de door het zwarte gat versnelde gasbellen uitdijen en in de tijd transformeren. Ze creëren inderdaad spectaculaire paddenstoelvormige structuren, ringen en filamenten die vergelijkbaar zijn met die afkomstig van een krachtige vulkaanuitbarsting op de planeet Aarde”, verklaart Marisa Brienza (Universiteit van Bologna, INAF) eerste auteur van deze studie.
Timothy Shimwell (Nederlands instituut voor radioastronomie, ASTRON) co-auteur van de studie, is opgetogen over het resultaat. “Al vele jaren proberen onderzoekers uit te vinden hoeveel invloed een zwart gat op diens omgeving kan uitoefenen. De beelden die we van dit ongelooflijke stelsel hebben gemaakt, laten zien dat het antwoord verbluffend groot is: het zwarte gat beïnvloedt niet alleen het gaststelsel, maar een enorme intergalactische omgeving die honderden andere sterrenstelsels kan bevatten en aspecten kan beïnvloeden zoals de snelheid waarmee sterren in die stelsels worden gevormd.”
De waarnemingen die dit onderzoek mogelijk hebben gemaakt, zijn uitgevoerd door de Low Frequency Array (LOFAR) en de extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array (eROSITA). LOFAR, dat in Nederland is gevestigd, is de grootste radiotelescoop voor lage frequenties ter wereld, en eROSITA is een ultramoderne ruimtetelescoop gevestigd in het SRG-observatorium. Deze faciliteiten hebben onderzoekers in staat gesteld “in de tijd te reizen” en getuige te zijn van een uitbarsting van een zwart gat meer dan 100 miljoen jaar geleden en de gevolgen daarvan in kaart te brengen. Net zoals bij het bestuderen van artefacten van oude vulkaanuitbarstingen op aarde, zoals die in Pompeï.
LOFAR blijkt een van ’s werelds meest productieve radiotelescopen te zijn. “Dit is weer een fantastische wetenschappelijke doorbraak die LOFAR mogelijk heeft gemaakt en het heeft een nieuwe weg voor onderzoek geopend die actief zal worden gevolgd”, zegt Huub Rottgering (Universiteit Leiden). Dit is het resultaat van aanzienlijke en langdurige ontwikkelingsinspanningen, waarbij Reinout van Weeren (Universiteit Leiden) opmerkt dat “het jaren duurt om de technieken te ontwikkelen die nodig zijn om een baanbrekende telescoop als LOFAR volledig te exploiteren, en voor de werking ervan zijn enkele van de grootste rekenfaciliteiten van het land nodig, zodat het behalen van dit soort resultaten een gigantische inspanning is, maar wel een die zeer de moeite waard is om deel van uit te maken”.
