De Gamsberg in Namibie. Credit: Barbara Kerkhof

Astronomen ontvangen ERC Synergy Grant om kleurenfilms van zwarte gaten te maken en een nieuwe telescoop in Afrika te bouwen

De Europese Onderzoeksraad (ERC) heeft een Synergy Grant van 14 miljoen euro toegekend aan een team van Nederlandse, Britse, Finse en Namibische astronomen om kleurenfilms van zwarte gaten te maken. Zij zullen in Namibië de allereerste Afrikaanse millimetergolf-radiotelescoop bouwen om hun doel te verwezenlijken. De telescoop zal deel uitmaken van het wereldwijde Event Horizon Telescope-netwerk dat het eerste beeld van een zwart gat maakte. De nieuwe subsidie zal helpen om naast stilstaande beelden ook films te maken van zwarte gaten, en, om alle soorten zwarte gaten in het hele heelal beter te begrijpen.

In de loop van zes jaar zullen de astronomen Heino Falcke (Radboud Universiteit), Sera Markoff (Universiteit van Amsterdam) en Rob Fender (Universiteit van Oxford, VK) vanuit verschillende perspectieven onderzoek doen aan zwarte gaten. Zwarte gaten zijn iconen van de fundamentele aard van de zwaartekracht die het heelal vormgeeft. Het zijn ook de meest efficiënte krachtcentrales van het heelal, die invallend gas omzetten in energie en uitstromen die, samen met de zwaartekracht, sterrenstelsels en uiteindelijk sterren en planeten helpen vormen. De hoofdonderzoekers  bundelen hun aanvullende expertise over alle soorten en maten zwarte gaten: radiowaarnemingen worden gecombineerd met waarnemingen over het hele elektromagnetische spectrum, de astrodeeltjesfysica, en de theoretische modellering.

Sera Markoff (Universiteit van Amsterdam) wil met de Synergy Grant (die de naam BlackHolistic draagt) proberen te begrijpen wat er net buiten de waarnemingshorizon van zwarte gaten gebeurt. “We willen meer inzicht krijgen in de manier waarop de ingewikkelde fysica van plasma's leidt tot de straling en hoogenergetische deeltjes die we waarnemen, voordat we dingen kunnen doen zoals het verder testen van zwaartekrachttheorieën.” Ze voegt daaraan toe: “Tegelijkertijd zal inzicht in dat alles ons helpen een volledig beeld te krijgen van hoe zwarte gaten hun omgeving op de grootste schalen beïnvloeden.”

De uitdaging bij het begrijpen van de astrofysica van zwarte gaten en hun invloed op de kosmos is dat zij meer dan acht orden van grootte in massa, grootte en tijdschaal omvatten, en licht uitzenden over 15 orden van grootte in frequentie. De nieuwe benadering lost dit op door tegelijkertijd de dynamica van grote en kleine zwarte gaten over het gehele elektromagnetische spectrum te bestuderen.  Rob Fender (Universiteit van Oxford): "We zullen bestaande en toekomstige EHT-waarnemingen vergelijken met multi-frequentie-waarnemingen van zwarte gaten over het hele elektromagnetische en massaspectrum. Deze datasets zullen ons voor het eerst in staat stellen het hele proces van accretie en straalvorming van zwarte gaten, van de lancering tot de beëindiging, te begrijpen. We hopen echt een paradigmaverschuiving te gaan bewerkstelligen binnen het onderzoek aan zwarte gaten.

Heino Falcke, Sera Markhoff en Rob Fender

De Synergy Grant draait om de bouw van de Africa Millimetre Telescope (AMT) in Namibië. De eerste millimetertelescoop in Afrika zal op of nabij de Gamsberg in het Khomas-hoogland worden gebouwd. De telescoop zal worden aangesloten op het Event Horizon Telescope (EHT)-netwerk. De EHT-samenwerking publiceerde de eerste beelden van twee superzware zwarte gaten in respectievelijk 2019 en 2022

"We speelden een leidende rol bij het maken van het eerste beeld van een zwart gat, dat tot de verbeelding sprak van zowel wetenschappers als het publiek. Sindsdien heeft de Event Horizon-telescoop een grote expansie ondergaan, maar Afrika ontbrak in dit wereldwijde netwerk. Nu kunnen we deze leemte opvullen en de beelden van zwarte gaten tot leven brengen, in kleur," zegt Heino Falcke. 

De AMT, die zich op het zuidelijk halfrond bevindt, zal een uitstekend zicht hebben op het zwarte gat in het centrum van onze Melkweg en een cruciale schakel vormen tussen telescopen in Europa, Zuid- en Latijns-Amerika en op de Zuidpool. Het team zal ook zoeken naar flitsen van mm-golfemissies van kosmische explosies, waardoor een nieuw venster op dit soort verschijnselen in het heelal ontstaat. De bouw en exploitatie van de telescopen wordt ook ondersteund door een garantie van 12 miljoen euro van de Radboud Universiteit over een periode van 10 jaar.  

De hoofdonderzoekers zullen samenwerken met partners in Namibië en Finland. Onderzoekers van de Universiteit van Namibië (UNAM) zullen de bouw en exploitatie van en de wetenschap met de AMT ondersteunen. Zij zullen ook de uitvoering ondersteunen van een Social Impact Plan, dat gericht is op de ontwikkeling van vaardigheden en kennis op het gebied van wetenschap en techniek in Namibië. Het project zal verschillende master- en PhD-studenten ondersteunen via beurzen.

"Met de AMT zullen we ons onderzoek naar superzware zwarte gaten en hun emissie-eigenschappen op meerdere golflengten voortzetten. Het vormt een aanvulling op en bouwt voort op het toonaangevende astrofysische onderzoek dat de afgelopen 20 jaar vanuit Namibië met de H.E.S.S.-telescopen is verricht," zegt Michael Backes, hoofd van de Namibische H.E.S.S.-groep en van het astrofysisch onderzoek aan de UNAM in Windhoek, Namibië.

Onderzoekers van de Universiteit van Turku, Finland, zullen zich richten op hoge cadans-waarnemingen van superzware zwarte gaten, met name tijdens uitbarstingsfasen die gammastralen en mogelijk neutrino's produceren, wat een unieke nieuwe multi-messenger-benadering mogelijk maakt. "Wij zijn enthousiast over de kans om samen te werken en onze expertise te leveren op het gebied van langetermijnwaarnemingen met hoge cadans van superzware zwarte gaten en de connectie met gammastraling via de in aanbouw zijnde Cherenkov Telescope Array (CTA)," besluit Elina Lindfors van de universiteit van Turku, die eerder de functie had van wetenschapscoördinator van CTA.

Contactinformatie

Meer weten? Neem contact op met Heino Falcke of met Persvoorlichting & Wetenschapscommunicatie via 024 361 6000 of media [at] ru.nl

Organisatieonderdeel
Astrophysics
Thema
Universum