Spookachtige eendracht onder quasars strekt zich uit over mi

[univers]

Spookachtige eendracht onder quasars strekt zich uit over miljarden lichtjaren

Nieuwe waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope (VLT) in Chili hebben een opvallende eendracht aan het licht gebracht in de grootste structuren van het heelal. Een Europees onderzoeksteam heeft ontdekt dat de rotatie-assen van de centrale superzware zwarte gaten in een steekproef van quasars die miljarden lichtjaren van elkaar verwijderd zijn evenwijdig aan elkaar staan. Het team heeft ook vastgesteld dat de rotatie-assen van deze quasars de neiging hebben om zich te richten naar de grote structuren van het kosmische web waartoe zij behoren.

Quasars zijn sterrenstelsels met een zeer actief superzwaar zwart gat in hun centrum. Zo’n zwart gat is omringd door een draaiende schijf van extreem heet materiaal dat vaak langs de rotatie-as van de schijf in de vorm van lange ‘jets’ wordt weggeblazen. Een quasar kan helderder stralen dan alle sterren in de rest van zijn moederstelsel bij elkaar.

Een team onder leiding van Damien Hutsemékers van de Universiteit van Luik heeft het FORS-instrument van de VLT gebruikt om 93 quasars te onderzoeken waarvan bekend was dat ze kolossale groeperingen vormen die zich over miljarden lichtjaren uitstrekken. Deze objecten worden gezien in een tijd dat het heelal nog maar ongeveer een derde van zijn huidige leeftijd had.

‘De eerste merkwaardigheid die ons opviel was dat de rotatie-assen van sommige van deze quasars dezelfde oriëntatie vertonen – ondanks het feit dat deze quasars miljarden lichtjaren uit elkaar staan,’ zegt Hutsemékers.

Vervolgens onderzocht het team of de rotatie-assen niet alleen onderling dezelfde oriëntatie vertonen, maar zich ook richten naar de grootschalige structuur van het heelal in hun tijd.

Door naar de verdeling van sterrenstelsels op schalen van miljarden lichtjaren kijken, hebben astronomen vastgesteld dat de stelsels niet gelijkmatig zijn verdeeld. Ze vormen een kosmisch web van draden en knooppunten rond leemtes waar bijna geen sterrenstelsels te zien zijn. Deze intrigerende, oogstrelende materieverdeling staat bekend als de groteschaalstructuur.

De nieuwe VLT-resultaten wijzen erop dat de rotatie-assen van de quasars de neiging hebben om evenwijdig te staan aan de groteschaalstructuur waar zij deel van uitmaken. Dus als een quasar zich in een lang filament bevindt, heeft de rotatie-as van zijn centrale zwarte gat vaak dezelfde oriëntatie als het filament. De onderzoekers schatten dat de kans dat deze eendracht op toeval berust minder dan 1 procent bedraagt.

‘Een correlatie tussen de oriëntatie van quasars en de structuur waartoe ze behoren is een belangrijke voorspelling van numerieke modellen van de evolutie van ons heelal. Onze data vormen de eerste observationele bevestiging van dit effect, op schalen die veel groter zijn dan wat tot nu toe bij normale sterrenstelsels was waargenomen,’ aldus Dominique Sluse van het Argelander-Institut für Astronomie in Bonn, Duitsland, en de Universiteit van Luik.

De onderzoekers konden de rotatie-assen of de jets van de quasars niet rechtstreeks waarnemen. In plaats daarvan maten ze de polarisatie van het licht van elke quasar. In negentien gevallen werd een duidelijk gepolariseerd signaal ontdekt. Door de polarisatierichting met andere informatie te combineren, kon de stand van de accretieschijf rond de zwarte gaten worden afgeleid, en daarmee dus ook de richting van de rotatie-as van de quasar.

‘De eendrachtige oriëntatie die uit deze nieuwe data naar voren komt, op schalen die nog groter zijn dan wat de huidige simulaties voorspellen, kan erop wijzen dat er nog een ingrediënt ontbreekt in onze heelalmodellen,’ concludeert Dominique Sluse.



Artist’s impression van de mysterieuze eendracht tussen de rotatie-assen van quasars



Simulation of large scale structure

http://www.eso.org/public/netherlands/news/eso1438/