Draaisnelheid van superzware zwarte gaten door Chandra gemeten

Vier van de vijf waargenomen quasars. Dankzij het zwaartekrachtlenseffect bestaan de quasars uit meerdere beelden. Credits: NASA/CXC/Univ. of Oklahoma/X. Dai et al.

Sterrenkundigen zijn erin geslaagd om met de Amerikaanse röntgen-ruimtetelescoop Chandra de spin, een maat voor de draaisnelheid, van vijf ver verwijderde superzware zwarte gaten te meten. Dat deden ze door de zwarte gaten, die zich in de kernen van quasars bevinden, met twee ‘lenstechnieken’ te bekijken. De ene techniek is die van de zwaartekrachtlens, waarbij het licht van de quasar versterkt wordt door een sterrenstelsel dat zich precies tussen de quasar en de aarde in bevindt. De andere techniek is verwant eraan, namelijk microlensing, waarbij niet het licht van de gehele quasar door dat tussenliggende ‘lensstelsel’ wordt versterkt, maar slechts één individuele ster uit de quasar (dat feitelijk ook een sterrenstelsel is, eentje met een zeer actief zwart gat). Dankzij die microlenzen konden de sterrenkundigen röntgenstraling afkomstig van zeer dicht bij de waarnemingshorizon van de zwarte gaten waarnemen. Sterrenkundigen weten dat er een verband is tussen de kleinste afstand die de verhitte materie tot het zwarte gat heeft en de snelheid waarmee het om het zwarte gat draait – hoe kleiner die afstand des te groter de draaisnelheid. En zo kon men dankzij die twee lenstechnieken – beiden voortbordurend op de Algemene Relativiteitstheorie van Einstein – de draaisnelheid van de vijf superzware zwarte gaten bepalen.

In één geval, van het zwarte gat in de quasar Q2237 (gelegen in het sterrenbeeld Pegasus), dat er dankzij de zwaartekrachtslens als een zogeheten Einstein Kruis uitziet (zie afbeelding links bovenaan), blijkt de draaisnelheid bijna gelijk aan de lichtsnelheid te zijn. Bij de vier andere quasars is dat gemiddeld ongeveer de helft hiervan. Bij Q2237 bleek de röntgenstraling afkomstig te zijn uit de accretieschijf die op een afstand staat van 2,5 keer de straal van de waarnemingshorizon. Bij de andere vier quasars was de afstand zo’n 4 á 5 keer die straal. De vijf waargenomen quasars liggen op afstanden van de aarde tussen 9,8 en 10,9 miljard lichtjaar en de massa van de superzware zwarte gaten in de centra van die quasars ligt tussen 160 en 500 miljoen keer de massa van de zon. Hier het vakartikel over de waarnemingen, verschenen in The Astrophysical Journal.

Bron: Chandra.

Gerelateerde Astroblogs:

Accretieschijven rondom zwarte gaten nagebootst in het laboratorium Alles zal uiteindelijk verdampen, niet alleen zwarte gaten