Bij Sagittarius A zit het enige echte middelpunt

Door

Het is een kraakheldere winternacht. Aardedonker en steenkoud. Midden in de polder zet je je auto aan de kant van de weg. Koplampen gedoofd, motor uit. Buiten is het doodstil. Het licht van de stad is een verre gloed aan de horizon.


Boven je hoofd fonkelt de sterrenhemel. En dwars door het zenit loopt de Melkweg, de ceintuur van de hemelkoepel. Een bol van sterren, een band van licht - je voelt je in het centrum van de kosmos, in de kern van de Melkweg.


Vier eeuwen geleden richtte Galileo Galilei zijn eerste zelfgebouwde telescoopje op de Melkwegband. Die bleek uit talloze afzonderlijke zwakke sterretjes te bestaan. Verre zonnen, misschien wel met eigen planetenstelsels. Eén groot sterrenstelsel, waar wij zelf deel van uitmaken. Maar zitten we echt in het centrum?


William Herschel en Jacobus Kapteyn meenden van wel. Ze telden de sterren, brachten de Melkweg in kaart. Herschel eind 18de eeuw aan het kijkeroculair; Kapteyn ruim tweehonderd jaar later met behulp van fotografische platen en micrometers.


Het is alsof je in een onbekende stad bent beland. Het is midden in de nacht, maar gelukkig zijn alle gebouwen van glas, en zie je de lichtjes van de stad aan alle kanten om je heen. Als er in één richting veel meer lichtjes zijn, is daar het centrum en zit je zelf in een buitenwijk. Maar zie je in elke richting min of meer hetzelfde, dan moet je wel in het middelpunt zitten.


Pas later bleek hoe Herschel en Kapteyn zich zo hadden kunnen vergissen. Stof tussen de sterren belemmert het zicht. Wij zien alleen onze directe omgeving. Alsof het mist in de glazen stad - dan lijkt het automatisch alsof je je in het midden van een kleine wereld bevindt. Er is onvoldoende zicht om het stadscentrum te onderscheiden; te veel stof om de kern van de Melkweg te zien.


Waar die gezocht moet worden? In de richting van het sterrenbeeld Sagittarius, de Boogschutter. Een deel van de sterrenhemel dat in Nederland nooit goed zichtbaar is. Je moet ervoor naar het zuidelijk halfrond. Zoals Jan Oort deed, die begin jaren vijftig bijna een longontsteking opliep toen hij in Zuid-Afrika te lang op zijn rug in het koude, natte gras bleef liggen om van het hemelse uitzicht te genieten.


Oort - zonder twijfel een van de grootste astronomen van de 20ste eeuw - had een kwart eeuw eerder, op basis van metingen aan de bewegingen van sterren, al aangetoond dat zich daar de Melkwegkern moest schuilhouden. In dezelfde richting die in 1918, op een andere manier, ook al gevonden was door de Amerikaan Harlow Shapley.


De Melkwegkern! Miljarden sterren bijeen, op bijna dertigduizend lichtjaar afstand. Sterrenhopen, supernova's - één kolossale kosmische kerstboom. Waar wij jammer genoeg niets van zien, omdat slechts een tienmiljardste deel van het uitgestraalde licht doorgelaten wordt door de wolken van kosmisch stof in het Melkwegstelsel.


Maar wacht: andere soorten straling worden niet geabsorbeerd door stof. Zet een radiobril op, en de Melkwegkern is het helderste gebied aan de hemel. Dat ontdekten Karl Jansky en Grote Reber, die in de jaren dertig hun eerste eenvoudige radio-antennes op de kosmos richtten. De kern van het Melkwegstelsel had niet alleen zijn locatie prijsgegeven, maar kon nu voor het eerst ook echt worden waargenomen.


De zoektocht was echter nog niet voltooid. Amsterdam-Centrum is minder specifiek dan de Dam, en dat is weer minder nauwkeurig dan de voet van het Nationaal Monument. Een radiogloed in de Melkwegkern is leuk, maar je hebt er nog niet het exacte middelpunt mee gevonden, de binnenste pit.


Dat lukte in 1974, met betere radiotelescopen. Bruce Balick en Robert Brown ontdekten één 'puntbron' van radiostraling - een 'ster' die misschien zou samenvallen met het echte centrum van het Melkwegstelsel. Per slot van rekening waren in de kernen van andere sterrenstelsels ook zulke radiobronnen gevonden. Wie weet zou alles letterlijk draaien rond 'Sagittarius A-ster' (Sgr A*).


De Nederlandse radioastronoom René Vermeulen toonde dat eind jaren negentig aan, samen met Amerikaanse collega's. Precisiemetingen lieten zien dat Sgr A* het 'dynamisch centrum' van het Melkwegstelsel is. Ook onze eigen zon draait eromheen, eens in de 226 miljoen jaar, op een afstand van 27 duizend lichtjaar, met een snelheid van 216 kilometer per seconde.


Maar wat is Sgr A*? Zou de radiostraling afkomstig kunnen zijn uit de directe omgeving van een zwaar zwart gat dat zich in de Melkwegkern schuilhoudt? Aanwijzingen voor superzware zwarte gaten waren ook al in andere stelsels gevonden, en in 1971 suggereerden Martin Rees en Donald Lynden-Bell dat ook het Melkwegcentrum zo'n zwart gat bevat.


Reinhard Genzel, directeur van het Duitse Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching, denkt met plezier terug aan zijn postdoc-aanstelling in Californië, nu dertig jaar geleden. Toen hij met Charlie Townes, uitvinder van de laser en Nobelprijswinnaar, instrumenten bouwde om de Melkwegkern op infrarode golflengten te bestuderen.


Dat was het begin van Genzels succesvolle speurtocht naar snel bewegende sterren, die met krankzinnige snelheden in kleine, uitgerekte banen rond Sgr A* zwieren. Ster S2 doet dat in niet meer dan vijftien jaar; Genzel heeft hem inmiddels meer dan één omloop zien voltooien. Dat levert niet alleen spectaculaire filmpjes op, maar ook een nauwkeurige waarde voor de massa van het centrale zwarte gat: 4,3 miljoen keer zo zwaar als de zon.


Buiten is het nog steeds stil, koud en donker. De Melkweg strekt zich uit aan de hemel, maar de Boogschutter bevindt zich onder de horizon. Niet dat het veel uitmaakt: vanuit onze kosmische buitenwijk, en met ons beperkte gezichtsvermogen, is er van de kern van het Melkwegstelsel toch vrijwel niets te zien.


Tijd om de auto weer te starten.


Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.