Monster zwarte gaten schuilen soms achter gas en stof, verbergen voor de blik van de meeste telescopen. Maar ze geven zichzelf weg wanneer materiaal waarmee ze zich voeden, hoogenergetische röntgenstralen uitzendt die NASA's NuSTAR-missie (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) kan detecteren. Zo identificeerde NuSTAR onlangs twee met gas omhulde superzware zwarte gaten, gelegen in de centra van nabije sterrenstelsels.

"Deze zwarte gaten bevinden zich relatief dicht bij de Melkweg, maar tot nu toe zijn ze voor ons verborgen gebleven, " zei Ady Annuar, een afgestudeerde student aan de Durham University in het Verenigd Koninkrijk, die de resultaten presenteerde op de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Grapevine, Texas. 'Het zijn net monsters die zich onder je bed verstoppen.'

Beide zwarte gaten zijn de centrale motoren van wat astronomen 'actieve galactische kernen' noemen, " een klasse van extreem heldere objecten die quasars en blazars omvat. Afhankelijk van hoe deze galactische kernen zijn georiënteerd en wat voor soort materiaal ze omringt, ze zien er heel anders uit als ze met telescopen worden onderzocht.

Actieve galactische kernen zijn zo helder omdat deeltjes in de gebieden rond het zwarte gat erg heet worden en straling uitzenden over het volledige elektromagnetische spectrum - van laag-energetische radiogolven tot hoog-energetische röntgenstralen. Echter, de meeste actieve kernen worden verondersteld te zijn omgeven door een donutvormig gebied van dik gas en stof dat de centrale gebieden van bepaalde gezichtslijnen verduistert. Beide actieve galactische kernen die NuSTAR recentelijk heeft bestudeerd, lijken zo georiënteerd te zijn dat astronomen ze van het randje bekijken. Dat betekent dat in plaats van de heldere centrale regio's te zien, onze telescopen zien voornamelijk de gereflecteerde röntgenstralen van het donutvormige verduisterende materiaal.

"Net zoals we de zon niet kunnen zien op een bewolkte dag, we kunnen niet direct zien hoe helder deze actieve galactische kernen werkelijk zijn vanwege al het gas en stof rond de centrale motor, zei Peter Boorman, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Southampton in het Verenigd Koninkrijk.

Boorman leidde de studie van een actief sterrenstelsel genaamd IC 3639, dat is 170 miljoen lichtjaar verwijderd. Onderzoekers analyseerden NuSTAR-gegevens van dit object en vergeleken ze met eerdere waarnemingen van NASA's Chandra X-Ray Observatory en de door Japan geleide Suzaku-satelliet. De bevindingen van NuSTAR, die gevoeliger is voor röntgenstraling met hogere energie dan deze observatoria, bevestigen de aard van IC 3639 als een actieve galactische kern. NuSTAR leverde ook de eerste nauwkeurige meting van hoeveel materiaal de centrale motor van IC 3639 verduistert, waardoor onderzoekers kunnen bepalen hoe lichtgevend dit verborgen monster werkelijk is.

Nog verrassender is het spiraalstelsel waarop Annuar zich richtte:NGC 1448. Het zwarte gat in het centrum werd pas in 2009 ontdekt. ook al bevindt het zich in het centrum van een van de dichtstbijzijnde grote sterrenstelsels bij onze Melkweg. Door "in de buurt, " astronomen bedoelen dat NGC 1448 slechts 38 miljoen lichtjaar verwijderd is (een lichtjaar is ongeveer 6 biljoen mijl).

Annuar's studie ontdekte dat dit sterrenstelsel ook een dikke gaskolom heeft die het centrale zwarte gat verbergt, die deel zou kunnen uitmaken van een donutvormig gebied. Röntgenstraling van NGC 1448, zoals gezien door NuSTAR en Chandra, suggereert voor het eerst dat zoals bij IC 3639, er moet een dikke laag gas en stof zijn die het actieve zwarte gat in dit melkwegstelsel voor onze gezichtslijn verbergt.

Onderzoekers ontdekten ook dat NGC 1448 een grote populatie jonge (slechts 5 miljoen jaar oude) sterren heeft, wat suggereert dat de melkweg nieuwe sterren produceert op hetzelfde moment dat zijn zwarte gat zich voedt met gas en stof. Onderzoekers gebruikten de European Southern Observatory New Technology Telescope om NGC 1448 af te beelden op optische golflengten, and identified where exactly in the galaxy the black hole should be. A black hole's location can be hard to pinpoint because the centers of galaxies are crowded with stars. Large optical and radio telescopes can help detect light from around black holes so that astronomers can find their location and piece together the story of their growth.

"It is exciting to use the power of NuSTAR to get important, unique information on these beasts, even in our cosmic backyard where they can be studied in detail, " said Daniel Stern, NuSTAR project scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië.