Hoe weeg je een zwart gat?

Hoe kan je de massa meten van een object dat je niet kan zien? Bij zwarte gaten was tot nu toe de techniek dat ze naar dubbelsterren keken, waarvan één van de partners een zwart gat was. Vervolgens werd gekeken hoe snel de componenten om elkaar heen draaien en hoe zwaar de zichtbare component is. Dat leidde dan tot de massa van het zwarte gat. Twee sterrenkundigen van NASA’s Goddard Space Flight Center, te weten Nikolai Shaposhnikov en Lev Titarchuk (klinkt niet echt volbloed Amerikaans) hebben nu een nieuwe techniek gevonden om de massa te bepalen.

Titarchuk had ‘m in 1998 al voorgesteld, maar met behulp van ESA’s XMM-Newton röntgensatelliet is de theorie gestaafd. In wezen is het simpel: als een zwart gat massa aantrekt van gas en stof in de buurt dan valt dat niet direct in het zwarte gat, maar vormt een accretieschijf. Er ontstaat als het ware een file van materiaal dat het zwarte gat in wil vallen. Hoe zwaarder het zwarte gat, hoe groter de accretieschijf. En dus is de grootte van die schijf een aanwijzing voor de massa van het zwarte gat. De techniek van het tweetal schijnt vooral nuttig te kunnen zijn voor het vaststellen van de massa van de zogenaamde Intermediate Mass Black Hole (IMBH), zwarte gaten die een massa hebben tussen stellaire zware gaten en superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels. Een voorbeeld van zo’n IMBH is een röntgenbron in het sterrenbeeld NGC 5408 ^[1]op 16 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Centaurus, die zo’n 2.000 zonsmassa’s zwaar is. De bron, NGC 5408 x-1 genaamd, vertoond in z’n röntgenstraling variaties, de zgn. Quasi-Periodic Oscillations (QPOs). Die QPO’s geven de sterrenkundigen informatie over de grootte van de accretieschijf en dat levert met de methode van Shaposhnikov en Titarchuk de massa van het zwart gat op. Interessante vraag na lezing van deze astroblog is uiteraard hoe die intermediaire zwarte gaten van pak ‘m beet 2.000 zonsmassa’s kunnen ontstaan. Nou, dat lijkt mij nou een mooi onderwerp voor één van de volgende astroblogs. Wordt dus vervolgd! Bron: ESA.