Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
quasar

Doordat sterrenstelsels de ruimte om zich heen vervormen, kunnen Japanse onderzoekers een quasar uit meerdere richtingen bekijken.

Buiten ons eigen zonnestelsel staat alles zó ver van ons af, dat wij objecten altijd vanuit een vaste positie bekijken. Zelfs de diameter van de baan van de aarde om de zon is relatief zo gering (300 miljoen kilometer) dat we in een half jaar tijd minder dan een duizendste graad opzij bewegen ten opzichte van de dichtstbijzijnde sterren. Daardoor zien we strikt genomen geen diepte in het heelal, afstanden zijn slechts indirect af te leiden.

Maar er zijn zeldzame uitzonderingen, zoals de recente waarnemingen met de Japanse Subaru-telescoop aan een zwart gat op zo'n 10 miljard lichtjaar afstand. Optisch gezien betreft het een quasar (catalogusnaam SDSS J1029+2623), een extreem heldere kern van een sterrenstelsel. Het staat echter vrijwel vast dat een quasar een superzwaar zwart gat is, dat druk bezig is gaswolken en wellicht hele sterren te verzwelgen. Vlak voordat de materie verdwijnt, roteert het zeer snel om het zwarte gat heen in een gloeiend hete schijf gas, die gigantische hoeveelheden straling uitzendt.

Er zijn tienduizenden quasars bekend, maar SDSS J1029+2623 is een speciaal geval: hij is op drie plaatsen aan de hemel zichtbaar, die ongeveer 1/75 van de breedte van de volle maan van elkaar af staan. Het licht van de quasar passeert namelijk op weg naar de aarde halverwege een cluster van sterrenstelsels, die fungeert als zwaartekrachtlens. De enorme massa van deze cluster vervormt de ruimte ter plekke, waardoor de lichtstralen afbuigen, ongeveer zoals een jampotbodem het beeld vervormt als je er doorheen kijkt.

De precieze afbuiging is afhankelijk van de toevallige massaverdeling binnen de cluster. Meestal vervormt het beeld van een achterliggend object tot een cirkelboog of zelfs een volledige cirkel, maar in dit geval stuurt de zwaartekrachtlens drie losse beelden van de quasar naar de aarde.
Dat betekent in theorie, dat we op aarde drie beelden van de quasar uit een iets verschillende kijkrichting krijgen voorgeschoteld. Het is alsof de zwaartekrachtlens ons via een 3D-bril naar de quasar laat kijken.

Twee beelden van de quasar laten inderdaad verschillen zien die de onderzoekers toeschrijven aan de verschillende kijkrichtingen. Hoewel het gaat om spectroscopische waarnemingen - die leveren geen plaatje op, slechts een grafiek van welke golflengtes straling worden uitgezonden – wijzen deze verschillen erop dat de gasschijf rond het zwarte gat klonterig is: de twee kijkrichtingen kijken tegen verschillende wolken aan.

Een alternatieve verklaring is nog niet uitgesloten: de twee routes waarlangs het licht de aarde bereikt, hebben ook een verschillende lengte. Daardoor komt het licht uit de ene kijkrichting 744 dager eerder aan dan uit de andere kijkrichting. Als de situatie rond het zwarte gat op een termijn van één of twee jaar substantieel verandert, resulteert ook dit in twee verschillende beelden.
Op den duur kun je dan wel vaststellen dat de variaties in het ene beeld 744 dagen later gevolgd worden door die in het andere beeld. Het Subaru team gaat daarom volgende maand een nieuwe ronde waarnemingen doen.

Spectroscopy along multiple, lensed sight lines through outflowing winds in the quasar SDSS J1029+2623, T. Misawa e.a., The Astronomical Journal, 2013.