15 december 2017

Zagen we nou materie direct naar een superzwaar zwart gat vallen?

Een relatief dichtbij gelegen actief melkwegstelsel heeft flarden van processen in zijn binnenste kern laten zien. Die flarden geven astronomen nieuwe hints over wat er gebeurt bij superzware zwarte gaten, die behoren tot de meest exotische en tegelijk fundamentele objecten in het universum. Mogelijk betekenen de waarnemingen zelfs dat de onderzoekers materie zagen, die direct naar het zwarte gat viel.

De kern van NGC 2617, een zogenoemde Active Galaxy Nucleus (AGN) in een melkwegstelsel op 200 miljoen lichtjaar van de aarde, trok de aandacht van Margherita Giustini van SRON (Netherlands Institute for Space Research) en haar mede-onderzoekers. De kern veranderde namelijk van een relatief rustige AGN in een behoorlijk felle.

Waarnemingen van NGC 2617 met de telescoop Integral voor gammastralen en vooral met röntgentelescoop XMM-Newton1, lieten iets zien wat nog niet vaak is waargenomen dicht bij superzware zwarte gaten: het signaal van materie die z’n energie verliest.

Bij het analyseren van de spectroscopische data uit de telescopen stelden Giustini en haar collega’s vast dat de samenstelling van de materie hoofdzakelijk ijzer betrof. Ze presenteerden drie natuurkundige scenario’s die het waargenomen signaal konden verklaren.

Een mogelijkheid is dat aanvankelijk weggeblazen materie terug word getrokken door de sterke zwaartekracht van het superzware zwarte gat. Een andere mogelijkheid is dat het sterke zwaartekrachtsveld het signaal verstoort omdat de materie zo dicht bij het zwarte gat zelf is. En als laatste mogelijkheid hebben we misschien voor het eerst waargenomen dat materie direct naar de waarneemhorizon van het actieve zwarte gat is gevallen vanaf de accretieschijf, de omringende schijf met stof.

Dit laatste scenario is iets anders, met ook een wezenlijk andere ‘vingerafdruk’ in het waargenomen signaal, dan zogeheten ‘tidal disruption events’ waarbij een inactief zwart gat wakker wordt om een voorbijganger uit elkaar te trekken en te verslinden. Dat was namelijk wel al eerder waargenomen.

In elk geval hebben Giustini en haar collega’s naar dat gedeelte van de schijf met materie rond het zwarte gat gekeken, dat het dichtste bij het zwarte gat zelf zit. En misschien dus zelfs wel naar materie die er vanaf de zogeheten accretieschijf in viel: een voor astronomen spannende en veelbelovende waarneming om meer te weten te komen over hoe de natuurkundige wetten luiden, zo dicht in de buurt van zo’n een extreem kosmisch object.

Gevestigd in het centrum van melkwegstelsels, blijken superzware zwarte gaten grote invloed te hebben op de eigenschappen van het melkwegstelsel waar ze in vertoeven, wat astronomen erg fascineert. Er moet een complexe diepgaande kosmische interactie zijn tussen melkwegstelsels en hun centrale superzware zwarte gat. De studie van zwarte gaten helpt astronomen dan ook het ontstaan en de evolutie van de kosmische structuren als geheel beter te begrijpen.

Het volledige vakartikel van het onderzoek kan hier ingezien worden.

Bron: SRON

Noten
  1. XMM-Newton en Integral zijn ruimtetelescopen voor röntgen- en gammastraling van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. SRON droeg bij aan XMM-Newton met de ontwikkeling en realisatie van twee spectrometers: de Reflection Gratings Spectrometers (RGS). SRON werkt momenteel samen met partners aan wetenschappelijke, technologische en technische ontwikkelingen voor ESA’s nieuwe röntgentelescoop Athena, waarvoor de lancering in 2028 wordt voorzien. []

Laat wat van je horen

*