16 oktober 2021

Licht waargenomen dat teruggekaatst is van de accretieschijf van een zwart gat

Met de gestippelde lijnen wordt de weerkaatste straling van de accretieschijf weergegeven, die voor het eerst is waargenomen. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)/R. Connors (Caltech).

Voor het eerst zijn sterrenkundigen erin geslaagd om licht waar te nemen dat teruggekaatst is van de accretieschijf van een zwart gat. Het gaat om het zwarte gat genaamd XTE J1550-564, gelegen in het zuidelijke sterrenbeeld Winkelhaak (Norma), welke waargenomen is door de Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) satelliet van de NASA. Die satelliet is al sinds 2012 niet meer werkzaam, dus die waarnemingen dateren al van lang geleden.

De positie van XTE J1550-564 aan de hemel. Credit: Science@NASA.

Van fotonen (lichtdeeltjes) vlakbij een zwart gat weten we dat die deels terechtkomen binnen de waarnemingshorizon van het zwarte gat, waarna ontsnappen niet meer mogelijk is, deels naar ‘oneindig’ verdwijnen (soms na meerdere rondjes om de waarnemingshorizon, zoals bij M87* gebeurde), de ruimte ingaan en na een lange reis de buis van een aardse telescoop inschieten. In de jaren zeventig was er een theorie dat er nog iets mogelijk zou kunnen zijn, namelijk dat fotonen niet de ruimte in verdwijnen, maar dat ze spiraalsgewijs terugkomen naar het zwarte gat door diens enorme zwaartekracht en dat ze dan vervolgens óf alsnog roemloos in het zwarte gat verdwijnen óf terug worden gekaatst de ruimte in. Die laatste mogelijkheid is nu daadwerkelijk waargenomen, zo blijkt uit een recente analyse van die oude waarnemingen van de RXTE aan XTE J1550-564.

Credit: Melissa Weiss, CXC, NASA

Dat is eigenlijk een dubbelster, bestaande uit een zwart gat en een gewone ster, te zien in de illustratie hierboven. Vanuit de ster vloeit er materiaal naar het zwarte gat. Analyse van de RXTE-gegevens laat nu zien een een klein deel van het röntgenlicht komt van fotonen die teruggebogen zijn naar de accretieschijf en dan vervolgens teruggekaatst zijn, alsof die schijf zelf straling heeft weerkaatst. De sterrenkundigen (o.l.v. Riley Connors, CalTech) denken dat ze door verdere waarnemingen aan teruggekaatst licht kunnen bepalen wat de rotatiesnelheid van het zwarte gat is. Hier voor de liefhebbers het vakartikel over de ontdekking van teruggekaatst licht van zwarte gaten:

Riley M. T. Connors et al. Evidence for Returning Disk Radiation in the Black Hole X-Ray Binary XTE J1550–564, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-4357/ab7afc

Bron: Phys.org.

Comments

  1. Die rotatie snelheid kunnen ze natuurlijk ook gewoon met de ijzer K alpha lijn bepalen, inclusief de rotatie richting door doppler (r/b) shift te meten. Die zit er vlak naast op ca. 6.4 keV. https://ned.ipac.caltech.edu/level5/Fabian4/Fab2_2.html .Ik begrijp dat die fotonen helemaal de weg kwijt waren gedurende die “outburst” en deze eenmalige waarneming voorlopig niet meer geverifieerd kan worden. Grappig dat je na 8 jaar nog steeds dooie satellieten kan melken 🙂 .

Speak Your Mind

*

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