8 maart 2021

Supermassief zwart gat draait supersnel rond

NGC 1365

Het prachtige spiraalstelsel NGC 1365. © ESO/P. Grosbøl

Wetenschappers zijn voor het eerst in staat geweest om betrouwbare metingen te verrichten van de rotatie van een supermassief zwart gat. Het blijkt dat het zwarte gat in het centrum van het spiraalstelsel NGC 1365 met enorme snelheid om z’n as draait: zo’n 84% van de maximale snelheid die volgens de wetten van Einstein mogelijk is. Hieruit blijkt dat in ieder geval sommige zwarte gaten roteren, wat grote implicaties heeft voor ons begrip van deze mysterieuze objecten. Supermassieve zwarte gaten zijn gigantisch groot – sommige exemplaren wegen evenveel als 10 miljard of meer zonnen. Wetenschappers vermoeden dat ze de meeste, zo niet alle, grote sterrenstelsels verankeren. NGC 1365 staat op een afstand van 56 miljoen lichtjaar, in de richting van het sterrenbeeld Fornax, en wordt inderdaad verankerd door een zwart gat van een paar miljoen zonnemassa’s. Dit monster straalt enorme hoeveelheden straling uit, als gevolg van het opslokken van gas en andere materie.Bij deze nieuwe studie is gebruik gemaakt van twee röntgen-ruimtetelescopen: de Europese XMM-Newton en NASA’s NuSTAR. Door in te zoomen op het hoogenergetische licht dat wordt uitgestoten door ijzeratomen, zijn de telescopen in staat gesteld om de beweging te meten van de platte accretieschijf waar het zwarte gat door omringd wordt.

black hole accretion disk

Accretieschijf rond zwart gat. Credit: University of California.

Astronomen hebben toen ontdekt dat de ijzer-emissies ernstig verstoord zijn, hetgeen suggereert dat de binnengrens van deze accretieschijf behoorlijk dicht bij het zwarte gat komt – dichtbij genoeg om de zwaartekracht van het zwarte gat in staat te stellen de röntgenemissie ernstig te verstoren. Dit impliceert weer een snel roterend zwart gat, aangezien de algemene relativiteitstheorie stelt dat hoe sneller een zwart gat ronddraait, hoe dichterbij z’n accretieschijf kan komen. De betrokken onderzoekers hebben toen berekend wat de rotatiesnelheid van het zwarte gat bedraagt. Dat blijkt zo’n 84 procent te zijn van de maximale snelheid die mogelijk is volgens de algemene relativiteitstheorie. Het is moeilijk om deze snelheid te bevatten – je kunt het niet zomaar omrekenen naar kilometer per uur. Toch kun je wel stellen dat het zwarte gat met een enorme snelheid roteert. Astronomen vermoeden dat supermassieve zwarte gaten niet met hun huidige rotatie geboren zijn, maar deze later verkregen hebben door het opslokken van materie. Hierbij wordt het zwarte gat niet alleen zwaarder, maar wordt ook impulsmoment overgedragen (‘draaivermogen’). Als de materie die in de loop van de tijd naar het zwarte gat stroomt uit allerlei verschillende richtingen komt, levert dat niet veel snelheidswinst op. Bij het zwarte gat in NGC 1365 is duidelijk iets anders gebeurd: dat draait zo’n beetje op maximale snelheid. En dat betekent dat zijn groeiproces heel ordelijk moet zijn verlopen.

spinning black hole

Het verschil tussen de accretieschijf van een roterend zwart gat (rechts) en een niet-roterend zwart gat (links). Credit: NASA/CXC/M.Weiss; Spectra: NASA/CXC/SAO/J.Miller et al.

Bron: SPACE.com.

Speak Your Mind

*

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