Het menselijk zicht kan beperkt zijn tot een specifiek bereik van golflengten, maar dat betekent niet dat we nooit de volledige complexiteit van licht in ons universum zullen begrijpen.
Instrumenten kunnen in de kosmos turen in regimes die anders onzichtbaar zijn voor onze ogen, en ons niet alleen de dynamiek van de sterren laten zien, maar ook hun absoluut ontzagwekkende schoonheid. Dit is wat we zien in een nieuwe verzameling afbeeldingen van het Chandra X-ray Observatory dat zijn gegevens combineert met andere instrumenten voor spectaculaire weergaven met meerdere golflengten.
Omdat verschillende golflengten van licht verschillende energieën hebben, kunnen deze afbeeldingen ons de dynamiek van kosmische objecten laten zien, van laag tot hoog. Dit kan wetenschappers helpen de mechanismen achter de glorieuze lichtshows te ontrafelen.
R Aquari. (Röntgenfoto: NASA/CXC/SAO/R. Montez et al.; Optisch: NASA/ESA/STScI)
R Aquarii, hier te zien in röntgenfoto’s van Chandra (paars) en nabij-infrarood en optisch van de Hubble-ruimtetelescoop (rood en blauw), is een paar sterren opgesloten in een gewelddadige dans des doods op 650 lichtjaar van de aarde. Een van de sterren is een rode reus, bekend als a Mira variabele ster, aan het einde van zijn levensduur. Dit soort sterren hebben al minstens de helft van hun materiaal verloren en terwijl ze pulseren, bereiken ze een helderheid die 1000 keer zo helder is als die van de zon.
De andere ster is een witte dwerg – een ‘dode’ ster die zijn nucleaire brandstof heeft opgebruikt – en er is ook veel aan de hand. Terwijl de rode reus materiaal uitwerpt, slurpt de witte dwerg het op. Het materiaal dat het van de rode reus verslindt, hoopt zich op op het oppervlak en veroorzaakt zo nu en dan een enorme thermonucleaire explosie die het materiaal de ruimte in blaast.
Deze gewelddadige interactie creëert wolken van stof en gas in een nevel rond de dubbelster, opgehitst door hun zwaartekrachtinteracties en explosieve schokgolven.
Cassiopeia A. (NASA/CXC/SAO; Optisch: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA)
Cassiopeia A, op 11.000 lichtjaar afstand, is een van de beroemdste en best bestudeerde objecten in de Melkweg. Het is wat we een supernovarest noemen – wat overblijft nadat een massieve ster kaboem is geworden. Hier worden röntgengegevens van Chandra gecombineerd met radiogegevens van de Karl Jansky Very Large Array (donkerpaars, blauw en wit) en optische gegevens van Hubble (oranje).
Deze verschillende golflengten kunnen onthullen wat er werkelijk gebeurt in de uitdijende wolk, bestaande uit de ingewanden van een dode ster. Uit deze gecombineerde gegevens kunnen wetenschappers verschillende elementen binnen de explosie identificeren. Alleen al de Chandra-gegevens onthulden dat de exploderende ster 10.000 aardse massa’s zwavel wegschoot; 20.000 aardmassa’s silicium; 70.000 aardmassa’s ijzer; en 1 miljoen aardmassa’s zuurstof.
Dit is belangrijke informatie, omdat het ons vertelt welke elementen in de ster werden geproduceerd toen deze stierf. Op hun beurt kunnen wetenschappers deze gegevens gebruiken om meer te weten te komen over de ster toen deze nog brandde, om voorspellingen te doen over soortgelijke sterren in onze melkweg.
(NASA/CXC/SAO; Optisch: NASA/STScI & Palomar Observatory 5-m Hale Telescope)
Deze afbeelding toont twee verschillende effecten die worden geproduceerd door een enkele dode ster genaamd PSR B2224+65. De roze streep is röntgenstraling die wordt uitgestoten door de polen van een type neutronenster genaamd a pulsar. Dat is de ingestorte kern van een dode massieve ster die pulserende straling uitzendt terwijl hij draait.
Dat zou interessant genoeg zijn, maar PSR B2224+65 is ook wat we een weggelopen ster noemen; het snelt door de melkweg nadat het de ruimte in is geschoten met een snelheid van ongeveer 1.600 kilometer of 1.000 mijl per seconde. Die beweging heeft een kielzog gecreëerd in het interstellaire medium; je kunt het linksonder in de afbeelding zien in optische golflengten (blauw). Omdat het griezelig op een gitaar lijkt, hebben astronomen het de Gitaarnevel genoemd.
Abell 2597. (NASA/CXC/SAO/G. Tremblay et al.; Optisch: DSS; H-Alpha: LCO/IMACS/MMTF)
Enkele van de grootste verzamelingen objecten in het heelal zijn clusters van sterrenstelsels. Deze clusters kunnen duizenden sterrenstelsels bevatten, aan elkaar gebonden door en interactie met de zwaartekracht. Deze cluster is Abell 2597, ongeveer een miljard lichtjaar verwijderd, en astronomie met meerdere golflengten heeft wetenschappers geholpen meer te weten te komen over het gedrag van het superzware zwarte gat in zijn centrale melkweg.
Slechts een paar jaar geleden zagen astronomen bewijs dat deze kolos moleculair gas uitstraalt terwijl het materiaal door zwaartekracht aanwast. Dit moleculaire gas valt dan in het zwarte gat en voedt de cyclus opnieuw. Het is een fenomeen dat bekend staat als een “fontein”. De hete uitstroom en koude inval werden waargenomen met behulp van twee verschillende instrumenten; Toen bleek uit röntgengegevens van Chandra dat ze deel uitmaken van hetzelfde proces.
Deze afbeelding hierboven toont de cluster in röntgenstralen (blauw) van Chandra, en optisch van de Digitized Sky Survey (oranje) en Las Campanas Observatory (rood).
NGC 4490, het coconstelsel. (Röntgenfoto: NASA/CXC/SAO; Optisch: NASA/STScI)
Ten slotte toont deze afbeelding twee sterrenstelsels die zijn samengesmolten. Het heet NGC 4490, of de Cocoon Galaxy, en, fascinerend genoeg, onthulde astronomie met meerdere golflengten een geheim in zijn kern. Het heeft niet één, maar twee superzware zwarte gaten, waarvan de ene alleen zichtbaar is in optische gegevens en de andere alleen in radio en infrarood. Beide waren afzonderlijk gezien, maar het kostte astronomen jaren om de twee samen te voegen.
Deze dubbele kern is het resultaat van dat fusieproces; Elk van de twee sterrenstelsels had zijn eigen superzware zwarte gat. Uiteindelijk zullen de twee zwarte gaten waarschijnlijk ook samensmelten, wat resulteert in één veel groter monster.
Deze afbeelding combineert röntgengegevens van Chandra (paars) en optische gegevens van Hubble (rood, groen en blauw) om de resultaten te tonen van een andere nabije galactische ontmoeting. NGC 4490 had een hit-and-run met een kleiner sterrenstelsel, NGC 4485, dat het gas verstoorde en golven van stervorming veroorzaakte, hier in rood te zien.
U kunt grotere versies van deze afbeeldingen downloaden op de Chandra-website. Omslagafbeelding tegoed: Röntgenfoto: NASA/CXC/SAO; Optisch: NASA/STScI, Palomar Observatorium, DSS; Radio: NSF/NRAO/VLA; H-Alfa: LCO/IMACS/MMTF
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”