Sterrenkundigen zien zwart gat gaskogels de ruimte in schieten

Credits: NRAO and NASA’s Goddard Space Flight Center

Een internationaal onderzoeksteam, onder wie astronomen van de Universiteit van Amsterdam, de Radboud Universiteit Nijmegen en ASTRON, hebben het moment vastgelegd waarop een zwart gat in de Melkweg supersnelle ‘kogels’ van gas de ruimte in schiet. De waarnemingen zijn gedaan met NASA’s Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) en de VLBA-radiotelescoop en werden gepresenteerd op de 219de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, VS. De bollen van geïoniseerd gas, die met een kwart van de lichtsnelheid naar buiten razen, komen uit een gebied net buiten de waarnemingshorizon van het zwarte gat, het punt waarachter niets meer kan ontsnappen. De astronomen keken naar het dubbelstersysteem H1743-322, dat op een afstand staat van 28.000 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Schorpioen, en medio 2009 uitbarstte:

Bovenste rij: de VLBA-radiowaarnemingen aan H1743-322, de middelste rij toont de RXTE-röntgenwaarnemingen en waar weer onder de bijbehorende animatie uit de video. Credits: NRAO and NASA’s Goddard Space Flight Center

De dubbelster bestaat uit een gewone ster en een zwart gat. De twee draaien in een aantal dagen om elkaar heen en staan zo dicht bij elkaar dat het zwarte gat continu een stroom van materie opzuigt vanaf de ster. Het stromende gas vormt een afgeplatte accretieschijf om het zwarte gat heen, die een gebied van miljoen kilometers beslaat, verscheidende malen groter dan onze zon. Als materie naar binnen wervelt, wordt het samengeperst en verhit tot miljoenen graden en gaat het röntgenstraling uitzenden. Een deel van het invallende materiaal verlaat de accretieschijf weer als een jet die in twee tegengestelde richtingen naar buiten blaast. Meestal bevat de jet een constante stroom van deeltjes, maar af en toe worden er gigantische gaskogels met een enorme snelheid weggeslingerd. Begin juni 2009 onderging H1743-322 zo’n overgang, en RXTE, VLBA en de Australia Telescope Compact Array (ATCA) legden veranderingen vast in de röntgen- en radio-emissie van de dubbelster. Van 28 mei tot 2 juni waren die vrij stabiel – al namen de cyclische röntgenvariaties toe, maar op 4 juni zag de ATCA dat de radio-emissie significant minder werd. Toen RXTE op 5 juni weer keek, waren de variaties verdwenen. Op dezelfde dag nam de radiostraling toe. De VLBA zag een heldere gasbel naar buiten schieten in de richting van de jet. Een dag later werd een tweede gaskogel gezien, in tegenovergestelde richting. Hieronder een video, waarin de uitbarsting wordt nagebootst.

Tot nu toe dachten astronomen dat de kogels werden afgevuurd op het moment van de radio-uitbarsting, maar uit de VLBI-waarnemingen blijkt dat ze al op 3 juni werden afgeschoten, twee dagen voordat de opvlamming in radiostraling plaatsvond. Het onderzoek biedt nieuwe aanknopingspunten voor de manier waarop een jet aangaat en wat er vervolgend precies gebeurt. Co-auteur Diego Altamirano (UvA) is benieuwd of het resultaat universeel is en of de geplande vervolgwaarnemingen uitwijzen of het ook voor andere zwarte gaten geldt. Sommige superzware zwarte gaten hebben veel krachtiger jets dan andere en een van de ideeën is dat de rotatie van het zwarte gat het verschil bepaalt. “Maar nu zien we bij een enkele uitbarsting van een röntgendubbelster twee soorten jets, waarbij de rotatie zeker niet is gewijzigd”, zegt Sera Markoff (UvA). “Dat betekent dat hier andere fysica aan het werk is. Objecten zoals H1743-322 kunnen ons begrip van dit verschijnsel verruimen, voor alle maten zwarte gaten”, aldus Markoff. Bron: Nova.

Gerelateerde Astroblogs:

Donkere materie zou helpen het ‘finale parsec probleem’ op te lossen Astronomen ontdekken met de XMM-Newton een zwart gat tijdens het ‘omdraaien van de accretieschijf-tafel’