Een adembenemende compositie van Hubble en Webb onthult het Zwarte Oogstelsel in ongekend detail, waar tegengesteld roterende gassen een kosmisch mysterie onthullen.
Recent presenteerde NASA een verbluffende nieuwe compositiefoto van Messier 64, ook bekend als het Zwarte Oogstelsel, of NGC 4826. De opname is een samenstelling van waarnemingen door de Hubble-ruimtetelescoop en de James Webb-ruimtetelescoop. Waar Webb het stelsel vastlegde in nabij- en mid-infrarood, voegde Hubble daar ultraviolet, zichtbaar en nabij-infrarood licht aan toe. Het resultaat is een kleurrijk en gedetailleerd portret van één van de meest bijzondere spiraalstelsels in onze kosmische omgeving.
Een stelsel met een mysterieuze interne beweging
Gelegen in het sterrenbeeld Haar van Berenice (Com) en op een afstand van zo’n 17 miljoen lichtjaar, is Messier 64 intrigerend niet alleen vanwege zijn opvallende uiterlijk, maar vooral zijn bizarre interne dynamiek. Het gas in de buitenste regionen van het stelsel draait namelijk in tegenovergestelde richting ten opzichte van het gas en de sterren in de binnenste regionen. Deze tegenstrijdige beweging is hoogstwaarschijnlijk het gevolg van een kosmische botsing: meer dan een miljard jaar geleden versmolt M64 met een kleiner satellietstelsel. Waar de twee tegengesteld roterende gasschillen elkaar ontmoeten, ontstaat wrijving die leidt tot hevige stervorming.
Een tweetrapsraket aan telescopen
De nieuwe compositiefoto laat prachtig zien wat de meerwaarde is van het combineren van verschillende telescopen. Waar Hubble traditioneel uitblinkt in het vastleggen van zichtbaar licht en ultraviolette straling, kijkt Webb door het stof heen met zijn infraroodogen. Samen onthullen ze niet alleen de bekende donkere stofbaan die het stelsel zijn bijnaam geeft, maar ook de verborgen kraamkamers waar nieuwe sterren geboren worden. De donkere stofbaan die voor de heldere kern langs trekt, is overigens al sinds 1785 bekend, toen astronoom William Herschel hem als eerste beschreef.
Een veelzijdig archief aan opnames
Door de jaren heen is Messier 64 talloze malen vastgelegd. Eén van de meest iconische Hubble-opnames dateert van 2004, toen het Zwarte Oogstelsel in al zijn glorie werd vastgelegd met diens Advanced Camera for Surveys (ACS). Die opname toont de stofbaan in haarscherp detail, met blauwe sterrenhopen die als kleine juweeltjes in de donkere band zijn ingebed. Een latere opname, in 2021, toonde het stelsel in nog hogere resolutie, waarbij zelfs de textuur van individuele sterren in de gladde, rode delen van het stelsel zichtbaar werd. Ook zijn er prachtige grondfoto’s, zoals die van Brandon Chadwell en Flynn Haase, gemaakt in 2014 met de Kitt Peak National Observatory.
Een stelsel met twee gezichten
De classificatie HIISy2 maakt Messier 64 tot een bijzonder object. Het eerste deel, HII, verwijst naar de aanwezigheid van uitgestrekte gebieden of wolken van geïoniseerd waterstofgas die ontstaan rond jonge, massieve sterren. Deze kortlevende blauwe sterren zenden zoveel ultraviolette straling uit dat ze het omringende gas ioniseren, wat resulteert in de kenmerkende gloed die astronomen waarnemen. In spiraalstelsels zoals M64 zijn deze HII-gebieden vaak geconcentreerd in de spiraalarmen, precies daar waar nieuwe sterren worden geboren.
Het tweede deel, Sy2, duidt op een Seyfert-stelsel type 2. Seyfert-stelsels vormen samen met quasars de twee grootste groepen van actieve sterrenstelsels en worden gekenmerkt door een uitzonderlijk heldere kern die veel energie uitzendt. In tegenstelling tot quasar-stelsels die ook veel energie uitzenden is bij Seyfert-stelsels de gastheer, het sterrenstelsel zelf in plaats van de kern uitgesproken helder. De centrale motor van deze activiteit is een superzwaar zwart gat dat omringd wordt door een accretieschijf van invallend materiaal. Bij M64 is de kern echter een relatief zwakke bron van röntgenstraling, die vermoedelijk niet direct uit de actieve kern zelf komt, maar uit de directe omgeving daarvan.
De massa van het centrale superzware zwarte gat wordt geschat op ongeveer 8,4 miljoen zonsmassa’s. In onze Melkweg, bekend als Sagittarius A*, heeft deze een massa van ongeveer 4 tot 4,3 miljoen zonsmassa’s. Met een diameter van 53.800 lichtjaar is het Zwarte Oogstelsel overigens kleiner dan onze eigen Melkweg aan een geschatte 100.000 tot 150.000 lichtjaar.
De locatie in het Hubble-stemvorkdiagram
Met zijn classificatie (R)SA(rs)ab vinden we Messier 64 in het midden van het Hubble-stemvorkdiagram (ook wel de De Vaucouleurs-classificatie genoemd), op de overgang tussen elliptische en spiraalstelsels. De afwezigheid van een centrale balk in het stelsel (SA) en de strak gewonden armen (ab) plaatsen hem in het rijtje van klassieke spiraalstelsels, maar de (rs)-notatie verraadt dat hij een overgangsvorm vertoont tussen een ringstelsel en een gewone spiraal. Het is deze unieke combinatie van kenmerken die Messier 64 tot een van de meest bestudeerde en bewonderde stelsels aan de hemel maakt.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
