We zien gewoon nieuwe sterren ontstaan 10 januari 2009 de Volkskrant

Opwinding in Californië: een nijpend probleem rond een reusachtig zwart gat in het centrum van het Melkwegstelsel lijkt te zijn opgelost.

De Melkweg werkt niet echt mee. Het kost Daniel Wang en Cheryl Gundy een eeuwigheid om de grote Hubble-foto van het Melkwegcentrum netjes recht te hangen. Inmiddels stroomt het perszaaltje van het Long Beach Convention & Enterntainment Center vol met nieuwsgierige journalisten. Nieuwe foto’s van de Hubble Space Telescope mogen zich altijd in een grote belangstelling verheugen. Astrofysicus Wang van de Universiteit van Massachusetts is zichtbaar trots: ruim tweeduizend infraroodfoto’s van de kern van het Melkwegstelsel zijn samengevoegd tot een indrukwekkend panorama, met talloze sterrenhopen en nevelige gasslierten. En Gundy, persvoorlichtster van het Space Telescope Science Institute, glimt en glundert als altijd.

De Melkwegkern, op 27.000 lichtjaar afstand, is met optische telescopen niet te zien. Donkere stofwolken belemmeren het uitzicht. Maar de infraroodcamera’s van Hubble – en van de Spitzer Space Telescope – kijken dwars door het stof heen. Samen brengen ze honderdduizenden sterren in beeld, waaronder een groot aantal zwaargewichten die enorme hoeveelheden heet gas de ruimte in blazen. En exact in het centrum, omringd door gaswervels en rondzwierende sterren, houdt zich een reusachtig zwart gat schuil, vier miljoen keer zo zwaar als de zon.

Op de 213e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Long Beach, Californië, stond ons eigen Melkwegstelsel eerder deze week uitgebreid in de belangstelling. Zo is Liz Humphreys van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ervan overtuigd dat ze een nijpend probleem rond het centrale zwarte gat heeft opgelost. Op zeer kleine afstand van dat superzware monster zijn de afgelopen jaren tal van jonge, zware sterren ontdekt, en niemand begrijpt hoe die daar ooit kunnen zijn ontstaan. ‘De gaswolken waaruit sterren worden geboren, moeten compleet uiteengerukt worden door de getijdenwerking van het zwarte gat,’ aldus Humphreys. Sommige sterrenkundigen gingen er dan ook vanuit dat de sterren op grotere afstand zijn ontstaan, en pas later naar het Melkwegcentrum zijn verhuisd, maar dat moet dan wel onwaarschijnlijk snel zijn gegaan.

Waarnemingen met grote, gevoelige radiotelescopen hebben nu echter zogeheten water-masers aan het licht gebracht in de directe omgeving van het zwarte gat. Een maser is de microgolf-versie van een laser: natuurlijke radiostraling uit het heelal wordt enorm versterkt door watermoleculen in compacte gaswolken. ‘Daar heb je een hoge gasdichtheid voor nodig,’ legt Humphreys uit. ‘Sommige water-masers ontstaan in de atmosferen van oude reuzensterren, maar we hebben er drie ontdekt die geassocieerd zijn met protosterren. Kortom: we zíen gewoon nieuwe sterren ontstaan, op minder dan een lichtjaar afstand van het zwarte gat.’

Kennelijk heeft het interstellaire gas in het Melkwegcentrum een veel hogere dichtheid dan altijd werd aangenomen. Volgens Humphreys is die hoge dichtheid mogelijk het gevolg van onderlinge botsingen van gaswolken. Dankzij de hogere dichtheid worden ze minder gemakkelijk uiteengerukt door de getijdenkrachten van het zwarte gat, zodat er toch sterren kunnen ontstaan. Overigens wil je als ster natuurlijk liever niet hier geboren worden: de kans is groot dat je voortijdig in het zwarte gat gezogen wordt.

Ook op grotere afstand van het centrum hebben water-masers nieuwe en opzienbarende informatie over het Melkwegstelsel opgeleverd. Humphrey’s Harvard-collega Mark Reid presenteerde in Long Beach de resultaten van een grote internationale waarneemcampagne, waarbij een kleine twintig nieuwe masers ontdekt zijn – stuk voor stuk gaswolken in de spiraalarmen van de Melkweg waar nieuwe sterren worden geboren. Door radiotelescopen onderling te koppelen, slaagden de astronomen erin om heel nauwkeurig de posities, afstanden en bewegingssnelheden van deze stervormingsgebieden te bepalen.

‘Uit deze precisiemetingen blijkt onomstotelijk dat het Melkwegstelsel sneller roteert dan gewoonlijk wordt aangenomen,’ aldus Reid. De rotatiesnelheid – die nauwelijks afhangt van de afstand tot het centrum – bedraagt ruim 250 kilometer per seconde in plaats van de 220 kilometer per seconde die je in de meeste sterrenkundeboeken tegenkomt. Dat kan maar één ding betekenen: het Melkwegstelsel moet ongeveer vijftig procent meer massa bevatten (voornamelijk in de vorm van mysterieuze donkere materie) dan tot nu toe werd gedacht. ‘Ons Melkwegstelsel is niet langer het kleinere broertje van het Andromedastelsel,’ zegt Reid. In plaats daarvan zijn de twee naburige sterrenstelsels vrijwel even groot en zwaar.

Het Andromedastelsel bevindt zich op ongeveer tweeënhalf miljoen lichtjaar afstand, en is op heldere herfst- en winteravonden nét met het blote oog zichtbaar. Onder invloed van hun onderlinge zwaartekracht bewegen het Melkwegstelsel en Andromeda op elkaar af met een snelheid van driehonderd kilometer per seconde. Of ze over een paar miljard jaar echt zullen botsen of elkaar op korte afstand passeren is niet met zekerheid bekend, maar volgens Reid is de kans op een botsing alleen maar groter geworden, nu blijkt dat het Melkwegstelsel zwaarder is dan altijd werd gedacht. ‘En die botsing zal bovendien eerder en met een hogere snelheid plaatsvinden,’ zegt hij.

Om zeker te weten of Andromeda op een botsingskoers ligt, moet de zeer geringe zijwaartse beweging van het sterrenstelsel gemeten worden. Met de huidige telescopen lukt dat niet, maar als er ook in het Andromedastelsel water-masers worden ontdekt, zijn die metingen veel nauwkeuriger uit te voeren, aldus Reid.

© Govert Schilling

Links: