gov-civil-vilareal.ptEen quasar aan de rand van het waarneembare heelal schijnt met het licht van 10 *biljoen* zonnen
>Een van de handige dingen van licht is dat het met een eindige snelheid reist. Snel, ja, maar niet oneindig snel. Dus als we naar een object kijken dat heel ver weg is, zien we het zoals het was toen het jonger was.
zal hij bij me terugkomen na een breuk?
Het heelal zelf is slechts ongeveer 13,8 miljard jaar oud - heh, 'slechts' - dus we kunnen niets verder weg zien dan 13,8 miljard lichtjaar, de afstand die het licht in die tijd aflegt. Maar we kunnen objecten bijna zo ver weg zien. Ze moeten destijds heel helder zijn geweest, want die verschrikkelijke afstand verduistert ze enorm, en de meeste objecten kunnen het niet snijden.
Maar soms vinden we hemelse bakens op deze afgelegen locaties. Niet veel, maar sommigen. Er is zojuist een nieuwe gevonden , en het is om vele redenen opmerkelijk. Een daarvan is dat het echt een fenomenaal lichtgevend object is. Een andere is dat het zo helder is, ook al was het vrij jong toen het licht het verliet. En een derde is dat het toch onzichtbaar zou zijn als het licht niet werd versterkt door een zwaartekrachttruc.
Artistieke opvatting van een zwart gat met materiaal dat eromheen wervelt in een accretieschijf, en ook een straal materie die ervan wegschiet. Credit: NASA/JPL-Caltech
Het object heet J043947.08+163415.7 (ik noem het in het kort J043), en het is een quasar . Dit is een soort melkwegstelsel dat enorme hoeveelheden licht uitstraalt vanwege een superzwaar zwart gat in hun centra. Elk groot sterrenstelsel heeft er een, denken we, inclusief de Melkweg, maar de meeste zijn stil. Als echter door een bepaalde situatie of gebeurtenis veel gas het zwarte gat instroomt, zal het zich ophopen in een wervelende schijf net boven The Point Of No Return. Wrijving in de schijf zal deze enorm verhitten, waarbij het materiaal tot miljoenen graden wordt verwarmd. Dit hete gas gloeit fel, waardoor quasars enkele van de meest continu lichtgevende energiebronnen in het hele universum zijn.
Ze kwamen vaker voor in het vroege heelal; materiaal dat overblijft na de formatie van de melkweg kan naar het centrum vallen waar het superzware zwarte gat wacht. Op zeer grote afstanden (en daarom zien we ze toen het heelal jong was) zien we er echter niet zoveel als we verwachten. Ofwel onze modellen van hoe helder ze kunnen zijn, kloppen niet helemaal (dus verre zijn nog steeds te zwak om te zien), of anders is de manier waarop we ze zoeken gebrekkig.
Uitgaande van de laatste veronderstelling, een team van astronomen heeft iets anders geprobeerd . Meestal verraden de kleuren van een quasar het. Ze zijn bij sommige kleuren helderder dan bij andere, dus het gebruik van filters bij het maken van beeldonderzoeken van de lucht kan ze detecteren. Ze hebben ook de neiging om er rood uit te zien vanwege verschillende verschijnselen (bijvoorbeeld materiaal tussen ons en hen absorbeert blauw licht). Maar als er een melkwegstelsel veel dichter bij ons is dat toevallig langs dezelfde gezichtslijn valt, kan de quasar blauwer lijken, waardoor software voor de gek wordt gehouden door te denken dat het een normaal melkwegstelsel is.
Met behulp van verschillende parameters om verre quasars te vinden, keken de astronomen naar gegevens van verschillende observatoria die de lucht inspecteerden, en creëerden ze beelden die diep genoeg waren om verre quasars te vinden. Toen vonden ze J043.
De quasar J043947.08+163415.7 (rood) is extreem ver weg en zijn licht is versterkt door een tussenliggend sterrenstelsel (blauw) dat veel dichter bij de aarde staat. Credit: NASA, ESA en X. Fan (Universiteit van Arizona)
De afstand die ze ervoor hebben gevonden ( zijn roodverschuiving gebruiken ) is maar liefst 12,8 miljard lichtjaar - J043 scheen helder minder dan een miljard jaar nadat het heelal zelf was gevormd!
Maar dat is een probleem. Het is te helder. Zelfs quasars zouden niet zo helder moeten worden als J043. Ze besloten te blijven graven en Hubble gebruiken om het object te observeren. Wat ze vonden was plotseling logisch: een vaag uitstrijkje van een sterrenstelsel dat extreem dicht bij de positie van J043 lag. De zwaartekracht van dit tussenliggende sterrenstelsel buigt het licht van J043 op weg naar ons, een proces genaamd zwaartekrachtlensing . Dit kan verschillende effecten hebben op het licht van de quasar, waaronder het opsplitsen in meerdere afbeeldingen en het vergroten van de helderheid.
Dit alles maakt J043 erg belangrijk voor astronomen. Het is verreweg het helderste object dat ooit op die afstand is gezien, waardoor het gemakkelijker te observeren is (hoewel niet gemakkelijk; het is nog steeds vrij vaag aan de hemel). Het is niet erg goed begrepen hoe objecten die jong zijn zulke enorme zwarte gaten kunnen hebben; het kost tijd voordat ze enorm groeien, en er zijn veel hypothesen over hoe dat zou kunnen gebeuren.
Ook werd het licht dat we zien van J043 uitgezonden op een speciaal moment in het leven van het jonge heelal, tijdens een periode die reïonisatie . Dit is het moment waarop dergelijke sterrenstelsels aanschakelden en kosmisch gas dat sinds de oerknal was afgekoeld, opnieuw opwarmde. Het is moeilijk om deze tijd in de kosmische geschiedenis waar te nemen, en J043 verlicht letterlijk de weg voor ons. Dat is een enorme zegen voor kosmologen.
Kunstwerk van een quasar, een melkwegstelsel met materiaal dat rond een centraal massief zwart gat wervelt en twee stralen materie en energie uitstraalt. Credit: ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser
Het feit dat het überhaupt bestaat, betekent ook dat er mogelijk meer dergelijke objecten wachten om gevonden te worden. Dat is goed nieuws. Ten eerste lost het het mysterie op waarom we ze niet zien (ze zijn er, maar hun kleuren hebben ons voor de gek gehouden), en het betekent ook dat als we ze eenmaal beginnen te vinden, we in staat zullen zijn om het verre heelal te onderzoeken effectiever. Grotere telescopen zullen helpen, zoals James Webb (naar verwachting in 2020 gelanceerd), evenals kleinere telescopen die verschillende soorten licht waarnemen.
Toen ik een kind was, las ik boeken over quasars, de meest verre bekende was: 3C273 , een paar miljard lichtjaren verwijderd. Het was het meest verre object dat bekend was. Nu kennen we duizenden quasars, waarvan 150 op meer dan 12 miljard lichtjaar afstand.
Er zijn er nog zoveel meer te vinden, waaronder misschien zelfs nog verder weg en helderder dan J043. Als we ze vinden, zal onze kennis van de jonge kosmos nog meer groeien.
* Ik heb gezien dat sommige bronnen een getal van 600 biljoen citeren, maar dat verklaart niet de vergroting door de lens, waardoor het er helderder uitziet dan het is.
