De nieuwe hemelkaart die astronomen onlangs publiceerden, ziet er op het eerste oog niet heel spannend uit. Totdat je je realiseert dat elk van de meer dan 25.000 stipjes een superzwaar zwart gat is met een massa van honderdduizenden tot miljarden malen die van de zon.
De kaart is gemaakt met een radiotelescoop die kijkt naar lage radiofrequenties. Deze radiostraling wordt bijvoorbeeld uitgezonden door superzware zwarte gaten die in de centra van andere sterrenstelsels huizen. ‘Het meeste materiaal dat bij zo’n joekel in de buurt komt, verdwijnt erin’, vertelt Reinout van Weeren, een astronoom aan de Universiteit Leiden die meewerkte aan de hemelkaart. ‘Maar een klein deel wordt weggeslingerd met bijna de lichtsnelheid. Dit materiaal zendt de laagfrequente radiostraling uit die wij meten.’
Troebele lens
De astronomen maakten gebruik van 256 uur aan waarnemingen van LOFAR. Deze radiotelescoop bestaat uit duizenden radioantennes, verspreid over negen Europese landen, met Exloo in Drenthe als centrum. ‘Het zijn relatief simpele, goedkope antennes van een meter hoog’, zegt Van Weeren. ‘Ze zijn vergelijkbaar met de oude uitschuifbare antennes van radio’s.’
Heino Falcke fotografeerde als eerste een zwart gat: ‘Nog mooier dan ik al die tijd had verwacht’
Heino Falcke, hoogleraar radioastronomie, maakte in 2019 de eerste foto van een zwart gat. Op dit moment doet hij onderzoek n ...
Het waarnemen van de lage radiofrequenties is niet eenvoudig. ‘Dat komt doordat we door de ionosfeer heen kijken’, zegt Van Weeren. Dat is een hoge, ijle laag van de atmosfeer die als een soort troebele lens werkt voor deze radiostraling, waardoor de metingen onscherp zijn. ‘Het is vergelijkbaar met op de bodem van een zwembad liggen en naar boven kijken. De lichtstralen worden verbogen door de deining van het water boven je, waardoor je het licht vervormd ziet.’
Om toch scherpe beelden te krijgen, corrigeren de onderzoeker met complexe computeralgoritmes voor die ‘deining’ van de ionosfeer. ‘Dit werk is niet eerder gedaan omdat er pas sinds kort computers bestaan die krachtig genoeg zijn om deze correcties te doen.’
Exoplaneten en superzware zwarte gaten
De hemelkaart is dus een indrukwekkende technische prestatie, maar wat heb je eraan? ‘We proberen te begrijpen hoe sterrenstelsels vormen’, vertelt Van Weeren. ‘Daar spelen superzware zwarte gaten en het materiaal dat ze wegslingeren een belangrijke rol in.’
Verder kunnen exoplaneten lage radiofrequenties uitzenden als er poollicht aanwezig is. En dat poollicht duidt op de aanwezigheid van een magnetisch veld, vergelijkbaar met dat van de aarde. Het aardmagnetisch veld vormt een beschermend schild dat het leven op aarde mogelijk een handje geholpen heeft. Exoplanetair poollicht kan dus duiden op exoplaneten waar leven mogelijk is. Op dit moment heeft LOFAR nog geen exoplaneten op lage radiofrequenties waargenomen.
Maar de astronomen zijn nog niet klaar. ‘De kaart beslaat nu slechts 4 procent van de noordelijke hemel’, zegt Van Weeren. ‘Ons doel is om de hele noordelijke hemel in kaart te brengen. We hopen dat project over drie tot vier jaar te voltooien.’
