Wetenschappers hebben een superzwaar zwart gat waargenomen in het centrum van een ver sterrenstelsel dat abrupt zijn activiteit hervat na een rustperiode van naar schatting 100 miljoen jaar. Het sterrenstelsel, genaamd J1007+3540, zendt intense radiogolven uit terwijl het zwarte gat opnieuw ontbrandt, waardoor krachtige plasmastralen de ruimte in razen. Deze gebeurtenis biedt een zeldzaam kijkje in het cyclische gedrag van actieve galactische kernen (AGN’s) – de energetische kernen van sterrenstelsels die worden aangedreven door superzware zwarte gaten.
De “kosmische vulkaan” barst opnieuw uit
Het opnieuw ontwaken werd gedetecteerd via radio-emissies, waaruit bleek dat het zwarte gat voorheen enorme plasmastralen uitdreef die zich over honderdduizenden lichtjaren uitstrekten voordat ze stil vielen. Nu zijn diezelfde jets opnieuw geactiveerd en hebben ze een chaotische interactie met het oververhitte gas dat de Melkweg omringt. Dit fenomeen lijkt op een kosmische vulkaan die uitbarst na eeuwen van kalmte, zoals beschreven door co-auteur Shobha Kumari. De schaal van deze structuren – die bijna een miljoen lichtjaar bestrijken – onderstreept de enorme kracht die daarbij speelt.
Waarom ‘slapen’ en worden zwarte gaten wakker?
Slechts een minderheid van de superzware zwarte gaten vertoont deze radiojets, die doorgaans worden aangetroffen in sterrenstelsels waar een wervelende schijf van stof en plasma het zwarte gat voedt. Deze invallende materie genereert magnetische velden die materiestralen naar buiten lanceren. Het aan-uit schakelen van deze jets komt niet vaak voor, maar is niet ongehoord. Veranderingen in de voedingspatronen van de schijf kunnen deze verschuivingen veroorzaken.
Het onderzoek, gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, maakte gebruik van het Low-Frequency Array (LOFAR) radiotelescoopnetwerk om meer dan twintig clusters van sterrenstelsels met onregelmatig gevormde jets te analyseren. J1007+3540 viel op door zijn gelaagde jetstructuur: oudere lobben die 240 miljoen jaar oud zijn, bedekt met nieuwere, helderdere jets van slechts 140 miljoen jaar oud.
Het samenspel tussen jets en intergalactisch gas
De ruimte tussen sterrenstelsels binnen de cluster die J1007+3540 bevat, is gevuld met extreem heet gas dat het intraclustermedium wordt genoemd. Dit gas heeft een aanzienlijke invloed op de vorm en richting van de opnieuw ontwaakte jets. Eén oudere straallob wordt zijwaarts samengedrukt door het omringende gas, terwijl de andere een geknikte staart vertoont, wat wijst op wisselende interacties met het medium.
“J1007+3540 is een van de duidelijkste voorbeelden van episodische AGN-activiteit, waarbij het omringende hete gas de jets buigt, comprimeert en vervormt”, legt co-auteur Surajit Pal uit.
Toekomstig onderzoek en implicaties
De studie van J1007+3540 zal wetenschappers helpen beter te begrijpen hoe vaak AGN’s heen en weer bewegen tussen actieve en slapende toestanden, en hoe oude jets omgaan met de intergalactische omgeving. Toekomstige waarnemingen met hoge resolutie zijn gepland om de straalvoortplanting door het intraclustermedium in detail in kaart te brengen. Dit onderzoek zal ons begrip van het gedrag van zwarte gaten, de evolutie van sterrenstelsels en de dynamiek van het universum als geheel verfijnen.
Uiteindelijk benadrukt deze ontdekking de dynamische aard van galactische kernen en de complexe wisselwerking tussen zwarte gaten, hun gaststelsels en de omringende kosmische omgeving.
