1 juni 2020

De ‘jets’ van zwarte gaten bevatten normale atomen

Voorstelling van een zwart gat die jets uitspuugt in een dubbelstersysteem (credit: Riccardo Lanfranchi)

Voorstelling van een zwart gat die jets uitspuugt in een dubbelstersysteem (credit: Riccardo Lanfranchi)

Een internationaal team van astronomen heeft een kwestie opgelost waar tot nu toe onduidelijkheid over bestond: waaruit bestaan de materiebundels of ‘jets’ die door zwarte gaten worden uitgestoten? Het heeft er alle schijn van dat het om normale atomaire materie gaat (Nature, 14 november). De ontdekking werd gedaan bij waarnemingen van een ‘dubbelster’, bestaande uit een enkele zonsmassa’s zwaar zwart gat en een normale ster. In zulke systemen stroomt vaak materie van de ster naar het zwarte gat, die zich in eerste instantie verzamelt in een zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat. Vanuit die schijf wordt een deel van de materie via twee smalle jets met hoge snelheid de ruimte in geblazen. De astronomen hebben de dubbelster, die de aanduiding 4U 1630-4 draagt, bekeken met een Australische radiotelescoop en de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. Bij het begin van de waarnemingen vertoonde het zwarte gat geen jetactiviteit en liet ook het röntgenspectrum van het object niets bijzonders zien. Maar enkele weken later waren er alsnog jets verschenen en doken er opvallende lijnen op in het spectrum: de ‘vingerafdrukken’ van ijzer- en nikkelatomen die door de hitte bijna al hun elektronen waren kwijtgeraakt.

Model van zwarte gat dat normale atomen in zijn jets bevat (credit: J. Miller-Jones (ICRAR)).

Model van zwarte gat dat normale atomen in zijn jets bevat (credit: J. Miller-Jones (ICRAR)).

Die spectraallijnen werden echter niet op hun gebruikelijke golflengten aangetroffen, maar waren een flink stuk opgeschoven. De meest waarschijnlijk oorzaak: hetzelfde dopplereffect dat een sirene van een ambulance die dichterbij komt hoger laat klinken. Uit de verschuiving van de spectraallijnen kan worden afgeleid dat de röntgenstraling uitzendende atomen met ongeveer 200.000 kilometer per seconde onze kant op komen. Dat betekent dat de deeltjes vrijwel zeker deel uitmaken van een jet van 4U 1630-4 die min of meer in de richting van de aarde wijst. Eerder was al ontdekt dat de jets van zwarte gaten elektronen bevatten – deeltjes met een negatieve lading – maar netto ‘neutraal’ zijn en dus ook positief geladen deeltjes moeten bevatten. De vraag was of dat positronen waren – de antimaterie-variant van elektronen – of positief geladen atomen. De nieuwe waarnemingen wijzen er sterk op dat het laatste het geval is. Hieruit leiden de astronomen af dat de jets hun energie ontlenen aan de accretieschijf rond het zwarte gat, en niet aan de draaiing van het zwarte gat zelf. In het laatste geval zou de jet namelijk uitsluitend lichte deeltjes, zoals elektronen en positronen, mogen bevatten. Bron: Astronomie.nl.

Speak Your Mind

*

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