Verband tussen kosmische deeltjes en superzware zwarte gaten

De aarde wordt voortdurend gebombardeerd door deeltjes uit het heelal: kosmische straling. Ze zijn klein - zoiets als een proton. De deeltjes met extreem hoge energie die nu onderwerp zijn van de publicatie in Science zijn zeer zeldzaam. Gemiddeld valt er één deeltje per vierkante kilometer per eeuw op het aardoppervlak. Ze komen van buiten de Melkweg, zoveel was al duidelijk, maar metingen tot nu toe konden de deeltjes niet aan een bepaalde bron koppelen. Dat werd anders met de komst van het Pierre Auger Observatorium, dat in 2004 in Argentinië in gebruik werd genomen. Dit observatorium, dat op een hoogvlakte ligt ten oosten van het Andesgebergte, beslaat een oppervlakte van 3000 vierkante kilometer. Door een slimme detectiemethode kan de richting waaruit de deeltjes komen en hun energie nauwkeurig worden bepaald.

Uit de registraties blijkt nu dat de richting waaruit die extreem energierijke deeltjes komen samenvalt met zogeheten actieve kernen van melkwegstelsels (in het Engels aangeduid als Active Galactic Nucleus - AGN). Sterrenkundigen gaan er vanuit dat deze kernen in feite superzware zwarte gaten zijn. Een bekend voorbeeld van een AGN is het object Centaurus A, een bron van straling op allerlei golflengten in het sterrenbeeld Centaurus. Twee van de geregistreerde hoogenergetische deeltjes lijken van dat object afkomstig te zijn. 

In de komende jaren zullen bij het Argentijnse observatorium nog veel meer kosmische deeltjes met een zeer hoge energie gemeten worden. Zo zal duidelijk worden hoe in de kosmos enorme deeltjesversnellers werken - veel sterker dan welke ook op aarde. Ook zal de sterrenkunde deze deeltjes kunnen gebruiken om objecten in het heelal te onderzoeken. 

Nederlandse inbreng
Nederlandse fysici en astrofysici zijn sinds 2005 betrokken bij het onderzoek bij het Pierre Auger Observatorium. Een van de speerpunten van het Nederlandse onderzoek bij dat observatorium richt zich op de ontwikkeling van detectietechnieken, waarbij radio-ontvangers gebruikt worden om kosmische stralen waar te nemen. Met deze detectietechnieken verwachten de onderzoekers nog nauwkeuriger dan nu de aankomstrichting van de kosmische stralen te kunnen bepalen.
De Nederlandse onderzoekers bij het Pierre Auger Observatorium werken bij
- het Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics (IMAPP), Radboud Universiteit Nijmegen;
- het  Kernfysisch Versneller Instituut (KVI), Rijksuniversiteit Groningen;
- het Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge Energie Fysica (Nikhef), Amsterdam;
- de Stichting Astronomisch Onderzoek in Nederland (ASTRON), Dwingeloo.

Daarnaast nemen Nederlandse onderzoekers deel aan het onderzoek aan kosmische deeltjes met de nieuwe radiotelescoop LOFAR en aan het onderzoek aan kosmische neutrino's met het ANTARES-observatorium in de Middellandse Zee. Ten derde wordt ook gewerkt aan het VIRGO-project in Italië, waarmee gravitatiegolven waargenomen zullen worden. Al deze onderzoeksactiviteiten worden gecoördineerd door het Comité Astrodeeltjesfysica Nederland. 

Meer informatie bij Ad M. van den Berg, Kernfysisch Versneller Instituut, Rijksuniversiteit Groningen, landelijke vertegenwoordiger van de Pierre Auger samenwerkingsverband, telefoon (050) 363 36 29.
Website: http://www.auger.org/media.

Verdere contactpersonen
LOFAR: Prof.dr. Heino Falcke, IMAPP, Radboud Universiteit Nijmegen en ASTRON, Dwingeloo.
ANTARES: Prof.dr. Maarten de Jong, Universiteit van Leiden en Nikhef, Amsterdam.
VIRGO: Prof.dr. Jo F.J. van den Brand, Vrije Universiteit Amsterdam.
Comité Astrodeeltjesfysica Nederland: Prof.dr. Gerard van der Steenhoven, Nikhef, Amsterdam en Kernfysisch Versneller Instituut, Rijksuniversiteit Groningen.