22 september 2014

Astronomen zien een zwart gat een ster vernietigen

Een internationaal team astronomen, aangevoerd door een Nederlandse sterrenkundestudent, heeft bewijs gevonden voor de zeldzame vernietiging van sterren door een zwart gat. Ze vonden opvlammende straling, afkomstig van twee uiteengereten sterren, in waarnemingen van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Het resultaat van het onderzoek, dat is uitgevoerd aan New York University, wordt 10 november 2011 gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Het onderzoek biedt niet alleen een uniek inkijkje in dit kosmische geweld, maar ook nieuwe mogelijkheden om de algemene relativiteitstheorie van Einstein te testen.

Beelden van de vernietiging van een ster door een zwart gat in de Sloan Digital Sky Survey (credit: SDSS, S. van Velzen). De drie plaatjes zijn een vergroting (1x1 boogminuut), gecentreerd op het melkwegstelsel waarin de vernietiging plaatsvond. Van links naar rechts zien we: het gemiddelde beeld van het melkwegstelsel voor de uitbarsting, de eerste opname tijdens de uitbarsting en het verschil tussen deze twee plaatjes. In het laatste plaatje zien we dat de gloed van de uiteengereten ster fel blauw is; dit is te verklaren door de hoge temperatuur van het gas rond het zwarte gat.

Soms heeft een ster pech, als hij door een ongelukkige samenloop van omstandigheden te dicht in de buurt komt van het centrum van zijn sterrenstelsel. De ster wordt in een mum van tijd verscheurd door de enorme getijdenwerking van het superzware zwarte gat dat zich daar bevindt. De kracht van het zwarte gat is op de voorzijde vele malen sterker dan op de achterzijde, waardoor de zwaartekracht die de ster bijeen houdt, wordt overwonnen en hij uit elkaar wordt getrokken tot een soort spaghettisliert. Een fractie van deze sliert wordt de ruimte in geslingerd, maar een groot deel blijft rond het zwarte gat draaien. Doordat de draaiende materie steeds botst met zichzelf gloeit die op: dit geeft een lichtflits die enkele maanden kan duren. De kans dat een ster dit overkomt is heel klein. Berekeningen geven een frequentie van slechts eens per tienduizend jaar per melkwegstelsel. Sterrenkundigen jagen al tientallen jaren op dit soort uitbarstingen van straling (Tidal Disruption Flares – TDF’s) en enkele kandidaten zijn reeds ontdekt met UV- en röntgentelescopen. Maar nooit eerder is dit exotische verschijnsel gevonden met een relatief simpele optische telescoop. De zoektocht naar ‘spaghetti-sterren’ is lastig omdat astronomen enerzijds onderscheid moeten maken met verschijnselen als supernova’s, die ongeveer duizend maal vaker voorkomen, en anderzijds met de superzware zwarte gaten die continu met gas worden gevoed en door hun variabele lichtkracht de onderzoekers op het verkeerde been kunnen zetten. Sjoert van Velzen (die het onderzoek deed als UvA-student en het voltooide als promovendus in Nijmegen) en collega’s doorzochten ruim twee miljoen melkwegstelsels in de Sloan Survey en vonden 342 melkwegstelsels met een grote toename in helderheid. In twee gevallen – waarvan je er eentje in de fotosessie hierboven ziet – vertoonde de het stelsel verder geen enkele vorm van activiteit. De beste verklaring is dat het de gloed betreft van een ster die uit elkaar is getrokken door een superzwaar zwart gat. De gemeten duur (een paar maanden) en de temperatuur (ten minste twintigduizend graden) zijn hiermee in overeenstemming. Van Velzen: “Sommige sterren komen zo dicht bij het zwarte gat dat ze direct verdwijnen achter de horizon en geen gloed achterlaten. Dit effect wordt groter voor zwaardere zwarte gaten en hangt bovendien af van de draaisnelheid van het zwarte gat. Met een grote verzameling spaghetti-sterren, afkomstig van verschillende melkwegstelsels, zouden we dus kunnen testen of zwarte gaten inderdaad een horizon hebben en hoe snel ze ronddraaien”. Van Velzens begeleider in New York, Prof. Glennys Farrar, is optimistisch over de mogelijkheden van vervolgonderzoek: “Het is spannend dat we op het punt staan om veel meer van dit soort TDF’s te vinden met bestaande telescopen. Een grote verzameling zal zeer waardevol zijn voor de sterrenkunde als geheel”. :bron: Bron: Nova.

Share

Laat wat van je horen

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *