Radboud Universiteit Nijmegen
Auger Observatorium legt een verband tussen kosmische deeltjes en superzware
zwarte gaten
De extreem energierijke deeltjes die vanuit het heelal de aarde
bereiken, komen uit de richting van superzware zwarte gaten. Dit
blijkt uit waarnemingen van het Pierre Auger Observatorium in
Argentinië. Science publiceert deze ontdekking op 9 november. Al
veertig jaar was het een raadsel wat de bron van deze deeltjes is. Ook
wetenschappers uit Nederland werken mee aan dit onderzoek bij het
grootste observatorium voor kosmische deeltjes ter wereld.
De aarde wordt voortdurend gebombardeerd door deeltjes uit het heelal:
kosmische straling. Ze zijn klein - zoiets als een proton. De deeltjes
met extreem hoge energie die onderwerp zijn van de publicatie in
Science zijn zeer zeldzaam. Gemiddeld valt er per eeuw één deeltje per
vierkante kilometer op het aardoppervlak. Ze komen van buiten de
Melkweg, zoveel was al duidelijk, maar metingen tot nu toe konden de
deeltjes niet aan een bepaalde bron koppelen. Dat werd anders met de
komst van het Pierre Auger Observatorium, dat in 2004 in Argentinië in
gebruik werd genomen. Dit observatorium, dat op een hoogvlakte ligt
naast het Andesgebergte, beslaat een oppervlakte van 3000 vierkante
kilometer. Door een slimme detectiemethode kan nauwkeurig bepaald
worden uit welke richting deze deeltjes komen en wat hun energie is.
Uit de registraties blijkt nu dat de richting waaruit die extreem
energierijke deeltjes komen, samenvalt met zogeheten actieve kernen
van melkwegstelsels (in het Engels aangeduid als Active Galactic
Nuclei - AGN). Sterrenkundigen gaan er vanuit dat deze kernen in feite
superzware zwarte gaten zijn. Een bekend voorbeeld van een AGN is het
object Centaurus A, een bron van straling op allerlei golflengten in
het sterrenbeeld Centaurus. Twee van de geregistreerde
hoogenergetische deeltjes lijken van dat object afkomstig te zijn.
In de komende jaren zullen bij het Argentijnse observatorium nog veel
meer kosmische deeltjes met een zeer hoge energie gemeten worden. Zo
zal duidelijk worden hoe in de kosmos enorme deeltjesversnellers
werken - veel sterker dan welke ook op aarde. Ook zal de sterrenkunde
deze deeltjes kunnen gebruiken om objecten in het heelal te
onderzoeken.
Nederlandse inbreng
Nederlandse fysici en astrofysici zijn sinds 2005 betrokken bij het
onderzoek bij het Pierre Auger Observatorium. Een van de speerpunten
van het Nederlandse onderzoek richt zich op de ontwikkeling van
detectietechnieken, waarbij radio-ontvangers gebruikt worden om
kosmische stralen waar te nemen. Met deze detectietechnieken
verwachten de onderzoekers nog nauwkeuriger dan nu de aankomstrichting
van de kosmische stralen te kunnen bepalen.
De Nederlandse onderzoekers bij het Pierre Auger Observatorium werken
bij het Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics
(IMAPP) van de Radboud Universiteit Nijmegen; het Kernfysisch
Versneller Instituut (KVI) van de Rijksuniversiteit Groningen; het
Nikhef in Amsterdam; het Nationaal instituut voor Subatomaire Fysica
in Amsterdam en de Stichting Astronomisch Onderzoek in Nederland
(ASTRON) in Dwingeloo.
Daarnaast nemen Nederlandse onderzoekers deel aan het onderzoek aan
kosmische deeltjes met de nieuwe radiotelescoop LOFAR en aan het
onderzoek aan kosmische neutrino's met behulp van het
ANTARES-observatorium in de Middellandse Zee. Ten derde wordt ook
gewerkt aan het VIRGO-project in Italië, waarmee gravitatiegolven
waargenomen zullen worden. Al deze onderzoeksactiviteiten worden
gecoördineerd door het Comité Astrodeeltjesfysica Nederland.