Dit veelarmige sterrenstelsel kan een fysicarevolutie veroorzaken

Een bizar kosmisch monster met 5 armen kan fysici potentieel radicale nieuwe inzichten bezorgen in de evolutie van het universum.

Zorgt dit bizarre kosmische monster voor radicale nieuwe fysica? Beeld: NASA

Net voorbij de lokale groep sterrenstelsel die onze Melweg omringen, precies op het punt waar onze kosmische kaart ooit ophield, schuilt een bijzonder galactisch zeemonster. Het maffe sterrenstelsel NGC 4258 heeft twee extra tentakels die uit zijn middel ontspruiten – een feit dat ervoor zorgt dat het systeem een aanstaande natuurkunderevolutie kan maken of breken.

Al in 1961 ontdekten astronomen dat het sterrenstelsel, dat 25 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is, twee maffe armen had. Armen waarvoor niemand een verklaring had. Want in tegenstelling tot de andere armen van spiraalstelsels, die altijd in hetzelfde vlak liggen, ontsproten deze armen uit de schijf van het stelsel.

Galactische machinerie

Dat alleen al was ronduit opmerkelijk. Maar die extra armen bleken ook nog eens onderdeel van complexe galactische machinerie die aan het midden van het stelsel ontsprong, een bizar bouwsel dat ons op dit moment nieuwe inzichten verschaft over alles van zwarte gaten tot het uitdijen van het universum.

Wie inzoomt op waar de armen beginnen, ontdekt een korte lijn van – er is geen beter woord – blobs, die vlakbij het centrum van het stelsel bivakkeren. Elk daarvan is een wolk van stomend hete watermoleculen die microgolfstraling de ruimte in slingeren.

De blobs ter rechterzijde van het centrum komen met een duizelingwekkende snelheid van duizend kilometer per seconde onze kant op. De linkerblobs vliegen met dezelfde snelheid van ons af. De blobs in het midden lijken stil te staan.

LEESTIP Dit boek legt alle begrippen, ontdekkingen en theorieën uit de astrofysica duidelijk en beknopt uit. Van €24,95 voor €5,00. Bestel nu in onze webshop

Gasvorming wiel

Voor een astronoom is dat een bekend patroon. De lijn van blobs is in werkelijkheid de rand van een gasvormig wiel met een diameter van ongeveer een half lichtjaar. Een wiel dat draait om een as die vrijwel loodrecht staat op onze zichtlijn. ‘Ik denk niet dat iemand ooit eerder zoiets als dit, in zoveel detail had gezien’, zegt Mark Reid van de Smithsonian Astrophysical Observatory.

Het wiel volgt een eeuwenoude wet – ook mensen als Isaac Newton of Johannes Kepler zouden geen enkele moeite hebben om het te begrijpen. Daarom kan deze structuur dubbel dienstdoen als een wetenschappelijk apparaat waarmee je exotische verschijnselen in kaart kunt brengen.

Een ding als dit moet immers om iets draaien. In het midden van de jaren negentig van de vorige eeuw, bleek juist dit specifieke wiel een belangrijk bewijs voor het idee van sommige astronomen dat vrijwel elk sterrenstelsel in zijn centrum een superzwaar zwart gat herbergt.

40 miljoen keer zwaarder

Om de blobs door middel van zwaartekracht te versnellen tot duizend kilometer per seconde op een racebaan met een diameter kleiner dan een lichtjaar, moet er wel een object aan trekken dat 40 miljoen keer zwaarder is dan onze zon. Een gewicht dat bovendien samengepropt moet zitten in een heel klein gebiedje. De enige optie lag voor de hand: een zwart gat.

Zodra je aanneemt dat in het midden van het stelsel een zwart gat zit, begint het hele ding bovendien ineens logisch te worden. De draaiende schijf wordt veroorzaakt door materiaal die om het zwarte gat draait, op een manier die vergelijkbaar is met hoe water in een afvoer draait. En die eigenwijze tentakels kunnen vervolgens ontstaan wanneer de schijf stralen van energetisch plasma uitbraakt, die vervolgens boven en onder het stelsel voor de uitstoot van heet materiaal zorgen.

Deze processen zijn niet uniek voor NGC 4258. Andere sterrenstelsels hebben ook centrale schijven. Sommige hebben mogelijk zelfs flauwe tentakeltjes die de ruimte in waaieren. Maar omdat NGC 4258 relatief dichtbij staat en omdat we het precies van de zijkant zien, is het daar allemaal in indrukwekkend detail zichtbaar.

Uitdijen universum

Daarom zou dit sterrenstelsel ook zomaar de sleutel kunnen vormen tot een beter begrip van het uitdijen van het universum. Dat proces wordt gedreven door normale deeltjes, mysterieuze donkere materie en een minstens net zo enigmatisch ingrediënt dat donkere energie heet en dat de kosmos aanzet tot versneld uitdijen. Deze uitdijing bestuderen vergt hele exacte metingen van kosmische afstanden, die vreselijk lastig te verkrijgen zijn.

Beter kijken naar de blobs rond NGC 4258 kan daarbij echter helpen. Uit waarnemingen kunnen we de fysieke afstand bepalen tussen de blobs en het zwarte gat. Vervolgens kunnen astronomen kijken wat de afstand is tussen deze objecten aan de hemel, waaruit we kunnen bepalen hoe ver het sterrenstelsel bij ons weg staat.

Dat laatste is van cruciaal belang voor kosmologen. Want wie de afstand kent tot ver weg gelegen sterrenstelsels, heeft de sleutel in de hand tot het uitsluiten van het expansietempo van de kosmos.

Dat maakt van dit sterrenstelsel een cruciaal datapunt in de nog altijd voortdurende twist tussen astronomen en kosmologen over hoe snel het universum uitdijt – een conflict dat, als het inderdaad onopgelost blijft, kan leiden tot een noodzakelijke herziening van de moderne fysica. Geen slecht CV dus, voor een galactisch zeemonster met twee extra tentakels.

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder:

Over de auteur

Joshua Sokol



4 Reacties

  • De Vos

    | Beantwoorden

    …veroorzaakt door materiaal DAT om het zwarte gat draait.

    • Rik Laan

      | Beantwoorden

      En nu we toch bezig zijn: het ergert mij dat New Scientist steeds weer schrijft (zoals nu hierboven): “40 miljoen keer zwaarder dan” in plaats van “40 miljoen maal zo zwaar als”. Boeiend artikel evengoed!

  • Steven

    | Beantwoorden

    En, wat minder erg, want simpele tikfoutjes: “Net voorbij de lokale groep sterrenstelselS die onze MelKweg…”

  • Carla

    | Beantwoorden

    Dit slaat alles van wat ik tot nu toe heb gelezen! Heel oorspronkelijk werk.

Plaats een reactie