Persbericht

ALMA richt zijn blik op Centaurus A

31 mei 2012

Een nieuwe opname van het centrum van het karakteristieke sterrenstelsel Centaurus A, gemaakt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), bewijst dat de nieuwe sterrenwacht astronomen in staat stelt om door de ondoorzichtige stofbanden die het centrum van het stelsel aan het zicht onttrekken heen te kijken. ALMA bevindt zich in zijn Early Science-fase en is nog in aanbouw. Desalniettemin is hij al de krachtigste telescoop in zijn soort en maakt hij opnamen van ongekende kwaliteit. De sterrenwacht heeft astronomen zojuist opgeroepen om voorstellen in te dienen voor de volgende cyclus van waarnemingen, waarin de telescoop-in-aanbouw nog beter zal presteren.

Centaurus A [1] is een reusachtig elliptisch radiostelsel – een sterrenstelsel dat sterke radiostraling uitzendt. Het is een van de meest opvallende en verreweg het meest nabije radiostelsel aan de hemel [2]. Om die reden is Centaurus A al met tal van verschillende telescopen waargenomen. In zijn zeer heldere kern huist een superzwaar zwart gat dat ongeveer honderd miljoen keer zo veel massa bevat als onze zon.

In zichtbaar licht valt vooral de donkere band van het stelsel op, die het centrum aan het zicht onttrekt (zie bijvoorbeeld eso1221). Deze donkere band bevat grote hoeveelheden gas, stof en jonge sterren. In combinatie met de sterke radio-emissie bewijzen deze kenmerken dat Centaurus A het resultaat is van de botsing tussen een elliptisch reuzenstelsel en een kleiner spiraalstelsel, waarvan de restanten de stofband vormen.

Om door het verhullende stof in de centrale band heen te kijken, moeten astronomen waarnemingen doen op golflengten die langer zijn dan die van zichtbaar licht. Deze nieuwe opname van Centaurus A combineert waarnemingen op golflengten van ongeveer een millimeter, gedaan met ALMA, met waarnemingen in het nabij-infrarood. Hierdoor kunnen we door het stof heen de heldere kern van het stelsel zien.

De nieuwe ALMA-waarnemingen – de gele, groene en oranje tinten – tonen de posities en bewegingen van de gaswolken in het stelsel. Het zijn de scherpste en gevoeligste waarnemingen in hun soort die ooit zijn gedaan. ALMA was afgestemd op radiostraling met een golflengte van ongeveer 1,3 millimeter, die door moleculen van koolmonoxidegas wordt uitgezonden. De beweging van het gas in het stelsel veroorzaakt kleine veranderingen in deze golflengte die het gevolg zijn van het dopplereffect [3]. Die beweging komt op deze afbeelding tot uiting in kleurverschillen: groen is gas dat op ons af komt, de gele structuren bestaan uit gas dat van ons af beweegt. Te zien is dat het gas links van het centrum naar ons toe komt, terwijl het gas aan de rechterkant zich van ons verwijdert. Dat wijst erop dat het gas rond het centrum draait.

De ALMA-waarnemingen zijn over een nabij-infraroodopname van Centaurus A, gemaakt met het instrument SOFI van ESO’s New Technology Telescope (NTT), heen gelegd. De opname is bewerkt met een nieuwe techniek waarmee het verhullende effect van het stof wordt verwijderd (eso0944). We zien een duidelijke ring van sterren en sterrenhopen die een gouden gloed afgeven: het schamele overblijfsel van het spiraalstelsel dat door de zwaartekrachtsaantrekking van het elliptische reuzenstelsel aan flarden wordt getrokken.

De overeenstemming tussen de ring van sterren zoals de NTT deze in het infrarood heeft waargenomen en het gas dat op millimetergolflengten door ALMA is gezien, illustreert dat het om verschillende aspecten van dezelfde structuren in het stelsel gaat. Dit is een voorbeeld van hoe waarnemingen met andere telescopen deze nieuwe waarnemingen van ALMA kunnen aanvullen.

De bouw van ALMA, op de Chajnantor-hoogvlakte in het noorden van Chili, zal in 2013 voltooid zijn. Er zijn dan 66 nauwkeurige antennes in bedrijf. De helft van deze antennes is al geïnstalleerd (zie ann12035). De eerste wetenschappelijke waarnemingen met de incomplete array zijn in 2011 begonnen (zie eso1137), en hebben uitstekende resultaten opgeleverd (zie bijvoorbeeld eso1216). De hier getoonde ALMA-waarnemingen van Centaurus A zijn gedaan tijdens de ‘Commissioning and Science Verification’-fase van de telescoop.

De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale astronomische faciliteit, is een samenwerkingsverband van Europa, Noord-Amerika en Oost-Azië, met steun van de republiek Chili. ALMA wordt in Europa gefinancierd door de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), in Noord-Amerika door de National Science Foundation (NSF) van de VS in samenwerking met de National Research Council van Canada (NRC) en de National Science Council van Taiwan (NSC), en in Oost-Azië door de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan. De bouw en het beheer van ALMA worden namens Europa geleid door ESO, namens Noord-Amerika door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), bestuurd door de Associated Universities, Inc. (AUI), en namens Oost-Azië door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). De overkoepelende leiding en het toezicht op bouw, ingebruikname en beheer van ALMA is in handen van het Joint ALMA Observatory (JAO).

Noten

[1] Dit sterrenstelsel heet Centaurus A, omdat het de eerste belangrijke bron van radiostraling was die (in de jaren vijftig) in het sterrenbeeld Centaurus werd ontdekt. Het wordt ook NGC 5128 genoemd. Het stelsel is op 4 augustus 1826 ontdekt door de Britse astronoom James Dunlop.

[2] Centaurus A staat op een afstand van 12 miljoen lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Centaurus.

[3] Het dopplereffect is de verandering in golflengte van een golf voor een waarnemer die ten opzichte van de bron van de golf in beweging is. De moleculen in interstellaire gaswolken zenden licht uit op specifieke golflengten, en bewegingen van gaswolken komen dus tot uiting in veranderingen in de waargenomen golflengte.

Meer informatie

Het jaar 2012 staat in het teken van de vijftigste verjaardag van de oprichting van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien landen: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die uitsluitend is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), een telescoop van de 40-meterklasse die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.