De explosie is veroorzaakt door een zwart gat en vond plaats op honderden miljoenen lichtjaren afstand.

Wetenschappers kwamen de enorme explosie in 2016 al op het spoor toen ze met behulp van röntgentelescoop Chandra een blik wierpen op het Ophiuchus-cluster. Dit cluster bevindt zich op zo’n 390 miljoen lichtjaar afstand van de aarde en is opgebouwd uit duizenden sterrenstelsels, donkere materie en warm gas. In het hart van het cluster bevindt zich een enorm sterrenstelsel waarin weer een supermassief zwart gat te vinden is.

Gas
De eerste aanwijzing dat er in dit cluster iets bijzonders was gebeurd, was een opvallende gebogen rand in het warme gas. Alsof iets een enorm gat in het warme gas had geslagen en onderzoekers nu een stukje van de rand van dat gat hadden gespot. Maar die mogelijkheid werd al gauw van tafel geveegd, omdat het een enorme explosie vereiste, waarbij enorme hoeveelheden energie moesten zijn vrijgekomen. Nieuw onderzoek wijst nu echter uit dat die explosie toch echt heeft plaatsgevonden. En veroorzaakt is door het supermassieve zwarte gat van het sterrenstelsel dat zich in het hart van het cluster bevindt.


Straalstromen
Dat zwarte gaten materie naar zich toetrekken, is algemeen bekend. Maar minder bekend is het feit dat ze ook enorme hoeveelheden materiaal en energie uit kunnen stoten. Dat doen ze in de vorm van jets of straalstromen. Deze schieten met enorme snelheid weg en rammen zich in eventueel omringend materiaal. In het geval van het Ophiuchus-cluster stuitten de straalstromen op warm gas dat uiteen werd gedreven, waardoor een enorme holte in dat gas ontstond.

Afbeelding: Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al. (röntgenbeeld), XMM: ESA / XMM; NCRA / TIFR / GMRT (radio-emissie); 2MASS / UMass / IPAC-Caltech / NASA / NSF (infrarood).

Nieuwe observaties
Dat die holte echt het resultaat is van een enorme explosie leiden de onderzoekers af uit nieuwe waarnemingen van het cluster, waarbij gebruik werd gemaakt van meerdere observatoria. Doorslaggevend was de ontdekking dat de rand in het gas een gebied gevuld met radio-emissie omsluit. Die emissie is ontstaan doordat elektronen met bijna de snelheid van het licht versneld zijn. En dat moet wel het werk zijn van het supermassieve zwarte gat. “Dit is wat ons vertelt dat hier een eruptie van ongeëvenaarde omvang heeft plaatsgevonden,” stelt onderzoeker Maxim Markevitch.

De vorige recordhouder
De explosie stoot de vorige recordhouder van de troon. We hebben het dan over een enorme explosie die eveneens plaatsvond in het hart van een cluster – MS 0735.6+7421 genoemd – en in 2005 wereldkundig werd gemaakt. Ook toen verraadden holtes in warm gas dat deze explosie had plaatsgevonden. Straalstromen afkomstig van een supermassief zwart gat zouden toen een enorme massa gas hebben verplaatst die grofweg vergelijkbaar is met die van een biljard zonnen. In andere woorden: de massa van het verplaatste gas was groter dan de massa van alle sterren in onze Melkweg! Hoe indrukwekkend die explosie ook was, de explosie in het Ophiuchus-cluster is dus groter; volgens de onderzoekers was er om het gas in het Ophiuchus-cluster opzij te jagen zo’n vijf keer meer energie nodig.


Einde
De eruptie van het zwarte gat lijkt inmiddels ten einde te zijn; onderzoekers kunnen geen aanwijzingen vinden dat er nog straalstromen actief zijn. Dat past ook bij wat Chandra heeft gezien. De observaties van het observatorium wijzen uit dat het koudste en meest dichte gas zich momenteel op een behoorlijke afstand bevindt van het sterrenstelsel dat zich in het hart van het cluster bevindt. Als dit gas zich van het sterrenstelsel verwijderd heeft, betekent dat dat het zwarte gat er niet bij kan en er dus niet van kan snoepen en ook niet over materie beschikt die het weg kan slingeren.

Mysterie
De observaties leveren overigens ook nog een klein mysterie op. Vaak zie je dat straalstromen aan weerszijden van een zwart gat ontstaan en er dus ook aan weerszijden een gat in het omringende materiaal wordt geslagen dat gevuld is met radio-emissies. Dat zie je bijvoorbeeld heel mooi op beelden van de vorige recordhouder.

Röntgenbeeld: NASA / CXC / Ohio U. / B.McNamara et al. Illustratie: NASA / CXC / M.Weiss.

In het Ophiuchus-cluster zien onderzoekers echter maar één regio met radio-emissies. Onduidelijk is nog hoe dat verklaard moet worden. Mogelijk is de dichtheid van het gas aan de andere kant van het cluster wat beperkter, waardoor de radio-emissie sneller kon wegebben. “Meer data is nodig om de vele resterende vragen omtrent dit object te kunnen beantwoorden,” stelt onderzoeker Melanie Johnston-Hollitt.