De kosmische gaswolk genaamd 'Hanny’s Voorwerp' is het eerste bewijs dat zwarte gaten soms ook materie wegduwen, in plaats van dat ze alleen maar planeten en sterren verzwelgen, aldus sterrenkundige Marco Spaans.
Volgens de hoogleraar sterrenkunde aan de Rijksuniversiteit Groningen toont het Voorwerp aan dat zwarte gaten veel minder statisch zijn dan sterrenkundigen altijd dachten. In plaats van voortdurend materie te verorberen, duidt Hanny's Voorwerp erop dat zwarte gaten soms ook tijdelijk op non-actief staan, zegt Spaans.
‘Rond een zwart gat, het meest compacte object dat we kennen, ontstaat een draaikolk van materie. Die straalt een hoop energie uit, in de vorm van röntgen- en gammastralen. Bij Hanny's Voorwerp is die straling er niet meer. Het zwarte gat is er dus nog wel, maar de activiteit is gestopt.’
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Dat duidt erop dat zwarte gaten soms even pauze houden, zegt Spaans. ‘Als het zwarte gat aan staat, slokt hij zoveel energie op dat hij soms als het ware stoom moet afblazen. Het gat gaat dan tijdelijk een inactieve fase in, waarbij het zwarte gat materie afstoot, in plaats van aantrekt.
Kosmisch gas
Hanny’s Voorwerp (dit is ook de Engelse benaming) is een merkwaardige groene wolk kosmisch gas op zo'n 700 miljoen lichtjaar afstand. Het 'Voorwerp' is vernoemd naar de Nederlandse basisschooljuffrouw Hanny van Arkel, die het object in 2007 ontdekte, toen ze als amateur aan het Galaxy Zoo-project meewerkte.
In werkelijkheid is het 'voorwerp' een oplichtend gedeelte van een gassliert die uit het nabijgelegen sterrenstelsel IC 2497 stroomt. Middenin dat sterrenstelsel zit een zwart gat, en wel een zwart gat dat net is 'uitgegaan'.
Dat maakt het Voorwerp veel meer dan een mediahype, zegt sterrenkundige Spaans. ‘Het is een wolk gas en daar zijn er gigantisch veel van in het heelal. Maar wat Hanny’s Voorwerp zo bijzonder maakt is de timing. Het supermassieve zwarte gat in het centrum van het nabije sterrenstelsel is echt nét uitgegaan, slechts 200.000 jaar geleden.’
Uit opnames van de Hubble-ruimtetelescoop die afgelopen week werden onthuld, blijkt bovendien dat Hanny's Voorwerp een 'kraamkamer' is waar sterren worden geboren. Dat maakt het voorwerp voor Spaans extra interessant: hij doet namelijk onder meer onderzoek naar de vorming van sterren bij zwarte gaten.
Observatie
Spaans’ onderzoek richt zich op modellen, doorgerekend door supercomputers, die oude ideeën over zwarte gaten omverwerpen. ‘Hanny’s Voorwerp is de eerste observatie die bewijs levert voor die nieuwe modellen’.
Het gaat vooral om de cyclus van het ‘aan-’ en ‘uitgaan’ van zwarte gaten. De gangbare theorie gaat ervan uit dat een zwart gat een cyclus van zo’n 100 miljoen jaar doorgaat, waarbij hij constant aan is. ‘Dit volgt uit de bekende formule E=mc2. Je berekent hoeveel energie maximaal door een zwart gat kan worden opgeslokt. Het is een berekening die je bij wijze van spreken op de achterkant van een envelop kunt doen,’ aldus Spaans.
Nieuwe modellen voorspellen echter een zeer chaotische levensloop van zwarte gaten, met een veel kortere cyclus, van een miljoen jaar. ‘Een zwart gat lijkt eigenlijk op een snelkookpan,’ zegt Spaans. ‘Als het zwarte gat aanstaat, dan slokt hij zoveel energie op dat hij soms als het ware stoom moet afblazen.
‘Op een gegeven moment straalt de materie rond het zwarte gat zoveel energie uit, dat het de zwaartekracht van het gat opheft en zo aankomend stof wegduwt. Maar als er als gevolg daarvan weer minder materie in de buurt is, dan wordt de zwaartekracht weer de dominerende factor. Die processen praten dus met elkaar. Zo ontstaat een aan-uit-cyclus, die steeds een miljoen jaar duurt.’
Hanny’s Voorwerp is een soort statistisch bewijs voor deze veel kortere periode. ‘Het zou wel heel toevallig zijn om net aan het einde van een 100 miljoen jaar durende periode dit voorwerp waar te nemen. De observaties passen veel beter in het nieuwe model waar de periode één miljoen jaar is.’
Groene kleur
Dat het object groen is, is minder verbazend. De röntgen- en gammastralen hebben het zuurstof in Hanny’s Voorwerp geïoniseerd (‘de elektronen eruit geknikkerd’, aldus Spaans), wat voor de groene kleur zorgt. ‘Eigenlijk zien we de nagloed van de straling vanuit het zwarte gat’. Die groene kleur zien sterrenkundigen veel vaker. ‘Geïoniseerde wolken gebruiken wij veelvuldig om zwarte gaten te onderzoeken’.
Hoe fortuinlijk was Van Arkel met haar ontdekking? Spaans: ‘In het heelal zijn veel van dergelijke objecten, maar als onderzoeker is de kans klein een voorwerp te vinden waarbij de timing zo mooi is als bij Hanny’s Voorwerp. Zo zie je maar dat wetenschap ook vaak afhangt van een toevallige ontdekking.’
Van Arkel geniet in ieder geval van de gelukkige vondst en de bijbehorende media-aandacht, zo zien we op haar website. Daarop is zelfs een volledige strip te vinden gewijd aan haar avontuur. Snel naar Galaxy Zoo om uw eigen Voorwerp te vinden.
(Zie ook dit nieuwsbericht op nwtonline.nl, waar Hanny's Voorwerp in voorkomt.)
Floris Olsthoorn
