In het hart van het het sterrenstelsel Messier 77 zit in een ring van kosmisch stof een superzwaar zwart gat verscholen. En dat bevestigt een al dertig jaar oude theorie.

Actieve galactische kernen (afkorting AGN) zijn nog altijd raadselachtige objecten. Wat we weten, is dat het extreem energetische en lichtgevende bronnen zijn die zich in het centrum van sommige sterrenstelsels bevinden. Al vanaf het moment dat deze heldere objecten in de jaren vijftig voor het eerst werden opgemerkt, zijn astronomen er al nieuwsgierig naar. En nu hebben onderzoekers een belangrijke stap gezet om te begrijpen hoe ze werken en hoe ze er van dichtbij uitzien.

Meer over actieve galactische kernen
AGN’s behoren tot de meest energetische objecten in het universum, die aangedreven worden door superzware zwarte gaten. Deze zwarte gaten voeden zich met grote hoeveelheden kosmisch stof en gas. Voordat dit materiaal wordt opgeslokt, spiraalt het naar het zwarte gat, en daarbij komen enorme hoeveelheden energie vrij. Daardoor straalt een actieve kern vaak feller dan alle sterren in het omringende sterrenstelsel bij elkaar. Sterker nog, ze kunnen zelfs feller schijnen dan supernovae!

In de nieuwe studie onderzocht het onderzoeksteam met behulp van de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) het sterrenstelsel Messier 77. Dit stelsel bevindt zich op 47 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Walvis (Cetus). Een superzwaar zwart gat in het centrum van het stelsel wordt verantwoordelijk gehouden voor de hoge energie-uitstoot die er plaatsvindt. Door dit stelsel te bestuderen, hoopten de onderzoekers dan ook meer geheimen over AGN’s te ontraadselen.

Soorten en maten
Ondertussen weten we dat AGN’s er in verschillende soorten en maten zijn. Sommige produceren bijvoorbeeld uitbarstingen van radiostraling. Andere exemplaren zijn heldere bronnen van zichtbaar licht terwijl weer andere – waaronder die in Messier 77 – wat meer getemperd zijn.

Heersende theorie
De heersende theorie – die het Unified Model of AGNs wordt genoemd – is dat ondanks de grote onderlinge verschillen, alle AGN’s dezelfde basisstructuur hebben: ze bestaan uit een superzwaar zwart gat, omgeven door een dikke ring van stof. Onderzoekers vermoeden dan ook dat de verschillende verschijningsvormen simpelweg het gevolg zijn van de hoek waaronder we het zwarte gat en de dikke ring vanaf de aarde waarnemen. Het soort AGN hangt af van de mate waarin de ring het zwarte gat aan het zicht onttrekt en in sommige gevallen zelfs helemaal verbergt.

Verstoppertje
Dat blijkt inderdaad in Messier 77 het geval. Door buitengewoon gedetailleerde waarnemingen te doen van het centrum van het sterrenstelsel, hebben onderzoekers nu een dikke ring van kosmisch stof en gas ontdekt die een superzwaar zwart gat verbergt. Anders gezegd, in het hart van het sterrenstelsel Messier 77 zit in een wolk van kosmisch stof een superzwaar zwart gat verscholen.

Superzwaar zwart gat verscholen in een ring van kosmisch stof. Afbeelding: ESO/Jaffe, Gámez-Rosas et al

De ontdekking bevestigt dat raadselachtige AGN’s blijkbaar goed verstoppertje kunnen spelen. Het levert dan ook cruciaal bewijs op voor het Uniform Model en de voorspellingen die al zo’n dertig jaar geleden zijn gedaan.

Overigens is dit niet de eerste keer dat er aanwijzingen worden gevonden die het Uniform Model ondersteunen. Zo troffen astronomen al eerder warm stof in het hart van Messier 77 aan. Er bleven echter twijfels bestaan over de vraag of dit stof een zwart gat wel volledig kon verbergen, en dus kon verklaren waarom de ene AGN minder fel straalt dan de andere.

De ontdekking verschaft astronomen nieuw inzicht in AGN’s. “De ware aard van de stofwolken en hun rol bij zowel het voeden van het zwarte gat als het bepalen van hoe dit er vanaf de aarde uitziet, hebben de afgelopen drie decennia in AGN-onderzoek centraal gestaan,” legt onderzoeker Violeta Gámez Rosas uit. “Hoewel geen enkel resultaat al onze vragen zal beantwoorden, hebben we nu een belangrijke stap gezet op weg naar een beter begrip van de werking van AGNs. Daarnaast kunnen ze ons helpen de geschiedenis van ons Melkwegstelsel beter te begrijpen, dat in zijn centrum een superzwaar zwart gat herbergt dat in het verleden actief kan zijn geweest.”

Onderzoek naar raadselachtige AGN’s gaat door. Het plan is om wederom ESO’s VLT in te zetten en een grotere steekproef van sterrenstelsels te onderzoeken, om zo meer ondersteunend bewijs te vinden voor het Uniform Model. Daarnaast zal ook de Extremely Large Telescope (ELT), die later dit decennium operationeel zal worden, de jacht op AGN’s openen. Vermoed wordt dat deze krachtige telescoop nog beter in staat is om de interactie tussen AGN’s en sterrenstelsels te bestuderen.