Nieuwe waarnemingen met de Dark Energy Camera (DECam) van de 4-meter Víctor M. Blanco-telescoop op Cerro Tololo in Chili bevestigen het vermoeden van astronomen dat quasars in het vroege heelal zijn gevormd in omgevingen waar zich veel sterrenstelsels bevinden. De waarnemingen verklaren ook waarom eerdere pogingen om de dichtheid in de omgeving van vroege quasars te kwantificeren tegenstrijdige resultaten opleverden. Quasars zijn de helderste objecten in het heelal. Ze ontlenen hun energie aan de hete materie die zich ophoopt rond superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels. Onderzoeken hebben aangetoond dat quasars in het vroege heelal zwarte gaten hebben die dermate zwaar zijn dat ze heel snel gas konden opslokken. Daarom denken de meeste astronomen dat deze quasars zijn gevormd in een omgeving waar sterrenstelsels relatief dicht opeengepakt zaten, en veel gas beschikbaar was. Pogingen om dit vermoeden te bevestigen leverden tot nu toe echter wisselende resultaten op. Het nieuwe onderzoek werd geleid door promovendus Trystan Lambert van het Instituut voor Astrofysische Studies van de Universiteit Diego Portales in Chili. Met behulp van de DECam hebben hij en zijn team de grootste inventarisatie ooit gedaan van sterrenstelsels in de omgeving van een quasar in het vroege heelal. Voor hun onderzoek hadden de astronomen een quasar nodig waarvan de afstand goed bekend is. Dat werd VIK 2348–3054 – een quasar waarvan de afstand bij eerdere waarnemingen was bepaald met de Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Met het drie vierkante graden grote beeldveld van DECam konden Lambert en zijn collega’s het aantal begeleidende sterrenstelsels rond de quasars tellen door het specifieke soort licht te detecteren dat deze stelsels uitzenden: zogeheten Lyman-alfa-straling. Dat is straling die vrijkomt bij stervorming als waterstof wordt geïoniseerd en vervolgens recombineert. Objecten die Lyman-alfa-straling uitzenden zijn doorgaans relatief jonge, kleine sterrenstelsels, en de straling die zij uitzenden kan worden gebruikt om hun afstanden te bepalen. Door de afstanden van meerdere van deze ‘Lyman-alfa-stralers’ te meten, kan vervolgens een 3D-kaart van de omgeving van een quasar worden gemaakt. Lambert en zijn team telden uiteindelijk 38 sterrenstelsels tot op een afstand van 60 miljoen lichtjaar van de quasar, wat past bij een quasar in een dichtbevolkte omgeving. Maar tot hun verbazing waren binnen 15 miljoen lichtjaar van de quasar helemaal geen begeleidende stelsels te vinden. De onderzoekers vermoeden dat dit (schijnbare) gebrek aan sterrenstelsels in de directe omgeving van de quasar het gevolg is van diens intense straling. Die kan sterk genoeg zijn om de stervorming in naburige sterrenstelsels af te remmen of zelfs stil te leggen, waardoor ze onzichtbaar worden voor onze instrumenten. (EE) (Image credit: NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/J. da Silva (Spaceengine)/M. Zamani)
