De heetste plek in het universum

De heetste plek in het universum is mogelijk de quasar 3C273, met een geschatte temperatuur van ongeveer 10 biljoen graden Celsius.

Quasar 3C273 zoals te zien op deze afbeelding van de Hubble-ruimtetelescoop. Foto: NASA — Quasar 3C273 zoals te zien op deze afbeelding van de Hubble-ruimtetelescoop. Foto: *NASA*

Ondanks dat de zon het heetste object in ons zonnestelsel is, is haar temperatuur relatief laag vergeleken met sommige andere hemellichamen. Volgens Daniel Palumbo, postdoctoraal onderzoeker bij het Black Hole Initiative van Harvard University, bevindt de heetste plek in het universum zich vlakbij supermassieve zwarte gaten, met name die welke gas verslinden. Deze gasverslindende zwarte gaten hebben relativistische jets, enorme stromen materie die met bijna de lichtsnelheid worden voortgestuwd en uitzonderlijk heet zijn, aldus Live Science .

De heetste plek in het universum die onderzoekers kennen, is de quasar 3C273, het extreem heldere gebied rond een supermassief zwart gat op 2,4 miljard lichtjaar van de aarde. Volgens het Greenbank Observatory in West Virginia heeft deze regio een kerntemperatuur van meer dan 10 biljoen graden Celsius. Deze temperatuurschatting is echter nog steeds onzeker.

Supermassieve zwarte gaten zijn extreem krachtig en bevinden zich in het centrum van de meeste sterrenstelsels. Zoals de naam al doet vermoeden, zijn ze enorm groot. Sagittarius A*, het supermassieve zwarte gat in het centrum van de Melkweg, is bijvoorbeeld miljoenen keren zwaarder dan de zon. Net als elk ander zwart gat heeft de quasar 3C273 zo'n sterke zwaartekracht dat geen enkel object, zelfs geen licht, eraan kan ontsnappen. Tegenover deze zwaartekracht bevindt zich een ring van gas die rond het zwarte gat draait, een zogenaamde accretieschijf.

Wanneer moleculen met hoge snelheid in een zwart gat worden gezogen, kan de wrijving die door de botsingen ontstaat temperaturen van triljoenen graden Celsius genereren. Ter vergelijking: het oppervlak van de zon heeft een temperatuur van 5500 graden Celsius. Deze temperatuur stijgt alleen maar wanneer de extreem sterke zwaartekracht van het zwarte gat materie in de buurt met relativistische jets de ruimte in slingert, aldus Palumbo.

Het antwoord op de vraag wat de heetste plek in het universum is, hangt echter mogelijk af van het moment waarop die vraag wordt gesteld, aldus Koushik Chatterjee, een promovendus bij het Black Hole Initiative. Wanneer twee massieve hemellichamen botsen, kan de explosie die ze veroorzaken extreem hoge temperaturen genereren. Zo kunnen twee neutronensterren, de ineengestorte kernen van massieve sterren, die op elkaar botsen temperaturen tot wel 800 miljard graden Celsius bereiken, volgens onderzoek dat in 2019 in het tijdschrift Nature Physics werd gepubliceerd. Een zwart gat dat botst met een neutronenster kan ook uitzonderlijk hoge temperaturen uitstralen.

Het is lastig om de heetste plek in het universum precies aan te wijzen, omdat het bestuderen van de temperatuur van verre objecten een uitdaging vormt. Onderzoekers zijn nog steeds niet zeker van de werkelijke temperatuur van zwarte gaten. In plaats daarvan meten wetenschappers de energie die supermassieve zwarte gaten uitzenden in de vorm van zichtbaar licht, radiogolven en röntgenstraling. Op basis van de golflengtepatronen van de elektromagnetische straling die door deze bronnen wordt geproduceerd, kunnen ze de temperatuur schatten.

Een toekomstig röntgenobservatorium, de X-ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), zal wetenschappers helpen om hoge-temperatuurgassen in de ruimte nauwkeuriger te meten. Dankzij geavanceerdere instrumenten kunnen ze mogelijk gebieden vinden die zelfs heter zijn dan de quasar 3C273.

An Khang (volgens Live Science )

Bronlink