19 juli 2018

Voor het eerst in beeld: een brakend zwart gat na het verslinden van een ster

Artistieke impressie van het uiteen trekken van een ster als een ster te dicht bij een superzwaar zwart gat komt, met als gevolg dat het zwarte gat een straalstroom van materie spuwt. (Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; NASA, STScI)

Voor het eerst hebben astronomen afbeeldingen kunnen maken van de stroom snel bewegende materie die een superzwaar zwart gat uitstoot na het uiteen trekken van een ster. De verwachting is dat sterrenkundigen dankzij deze ontdekking – gedaan met infrarood- en radiotelescopen – nu meer ‘brakende’ zwarte gaten kunnen opsporen. De ontdekking is vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Science.

Het kosmische ongeluk vond plaats in twee botsende melkwegstelsels, Arp 299A en -B geheten, ongeveer 150 miljoen lichtjaar vanaf de aarde. In de kern van een van deze twee melkwegstelsels zit een zwart gat meer dan 20 miljoen keer zo zwaar als de zon. Dit zwarte gat heeft, een ster die meer dan twee keer zo zwaar is als de zon uit elkaar getrokken toen die te dicht bij het zwarte gat kwam. Berekeningen voorspellen dat in zo’n geval veel van het stermateriaal via een draaikolk-achtige schijf naar het zwarte gat toevalt, waarbij zeer veel röntgenstraling vrijkomt. En een deel van de materie zou via een straalstroom, een nauwe stroom licht en deeltjes, aan het zwarte gat moeten ontsnappen. ‘Maar het was nog niet gelukt om de vorming van die stroom van materie, die vooral radiolicht uitzendt, direct waar te nemen’, zegt Miguel Perez-Torres, van het Astrofysica Instituut in Andalusia, Spanje. ‘Tot nu toe.’

Linksonder Arp 299. Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; NASA, STScI

Uitbarsting van infrarood licht

De eerste indicatie dat er iets vreemds aan de hand was, kwam op 30 januari 2005, toen astronomen met de William Herschel Telescoop op La Palma een heldere uitbarsting in infrarood licht zagen in de kern van een van de twee botsende melkwegstelsels. Op 17 juli van dat jaar werd met hoge-resolutie radiotelescopen (VLBA geheten) nieuwe radiostraling afkomstig van dezelfde plek gemeten.

Een animatie van de uitbarsting in Arp 299. Credit: Mattila, Perez-Torres, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

‘In de loop van de tijd bleef het nieuwe object helder stralen in infrarood- en radiolicht, maar we zagen geen extra röntgen en zichtbaar licht’, vertelt Seppo Mattila van de Universiteit van Turku, Finland. ‘We denken dat het zichtbare licht en het röntgenlicht ons niet direct heeft kunnen bereiken doordat er veel gas en stof zit tussen ons en het zwarte gat. Het stof wordt hierdoor opgewarmd en gaat meer infrarood licht uitzenden en die toename hebben wij nu gezien’, verklaart Peter Jonker, onderzoeker bij ruimteonderzoeksinstituut SRON en bijzonder hoogleraar Astrofysica aan de Radboud Universiteit.

‘Vervolgwaarnemingen over een periode van meer dan tien jaar, met onder andere de radiotelescopen bestuurd door het in Dwingeloo gevestigde JIVE-instituut, laten zien dat de straalstroom zich ontwikkelt en door de ruimte heen snelt met een gemiddelde snelheid van 75.000 kilometer per seconde (een kwart van de lichtsnelheid).’

Radiobeelden van de uitbarsting in Arp 299. Credit: Mattila, Perez-Torres, et al., B. Saxton NRAO/AUI/NSF

De jacht op meer brakende zwarte gaten

‘De ontdekking van een uitbarsting van infrarood licht was een verrassing. Waarschijnlijk worden vele van dit soort gebeurtenissen niet opgemerkt doordat astronomen die de hemel afspeuren dat vaak doen met telescopen die alleen zichtbaar licht kunnen detecteren. Daardoor missen ze dit soort gebeurtenissen. ‘Daarom zijn we nu een project gestart om dit soort melkwegstelsels in de toekomst ook in de gaten te houden door ze te bestuderen met behulp van gevoelige infraroodcamera’s’, vertelt Jonker. ‘Zo kunnen we meer te weten komen over de frequentie van dit soort gebeurtenissen en bijvoorbeeld uitzoeken of dit een rol speelt in hoe zwarte gaten groeien.’

Schets van de tidal eruption event (TDE), zoals die in Arp 299 plaatsvond. Credit: Seppo Mattila, Miguel Pérez-Torres et al. 2018 (Science).

Bron: SRON.

Reacties

  1. leo vuyk zegt:

    Vreemd is wel dat het lijkt alsof in 2015 er TWEE symmetrisch geplaatste kernen te zien zijn. zoals bij cygnus A.

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.