16 oktober 2021

Superzware zwart gat Sagittarius A* kan magnetisch gearresteerd raken

Impressie van de nabije omgeving van Sgr A*. Credit: NASA.

In het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt zich Sagittarius A* (kortweg: Sgr A* ), het superzware zwarte gat van ruim vier miljoen zonsmassa. Met de Event Horizon Telescope (EHT) probeert men dat zwarte gat te fotograferen, maar dat valt niet mee, omdat het beeld van de nabije omgeving van het zwarte gat vertroebeld wordt door veel activiteit veroorzaakt door invallende materie. Maar een team van sterrenkundigen van het Kavli Institute for Theoretical Physics (KITP) van de Universiteit van Santa Barbara heeft computersimulaties uitgevoerd en die zouden wel eens kunnen helpen bij het goed kunnen fotograferen van Sgr A* door de EHT, de globale telescoop waarmee eerder het nog veel zwaardere zwarte gat M87* in het centrum van het elliptische stelsel M87 werd gefotografeerd. Sean Ressler van KITP en z’n team keken bij die simulaties naar de invallende materie vlakbij de waarnemingshorizon van Sgr A*, naar het magnetische veld rondom het zwarte gat, dat zich uitstrekt tot aan de sterren die zich het dichtste bij Sgr A* bevinden, de hofleveranciers van de invallende materie. Hieronder zie je een simulatie van de emissie van licht vlakbij Sgr A*, als gedurende een periode van 53 uur materiaal invalt.


Credit video: SEAN RESSLER AND CHRIS WHITE
Probleem waar de onderzoekers mee worstelden was de afstand tot het zwarte gat en de tijdschaal waarop de processen zich op die afstanden afspelen. Bij de waarnemingshorizon van Sgr A* zelf, die een straal van zo’n 6,5 tot 13 miljoen km heeft, spelen de processen zich in zeer korte tijd af, met tijdschalen van enkele seconden. Maar bij de zware sterren in de buurt van Sgr A*, die minstens 3 lichtjaar ver weg staan, kan die tijdschaal duizenden jaren duren. In de omgeving van Sgr A* staan zo’n dertig zogeheten Wolf-Rayetsterren, zeer zware sterren die een enorm krachtige sterrenwind hebben. Tussen de kleinste tijdschaal vlakbij Sgr A* en de dertig Wolf-Rayetsterren verderop zit maar liefst zeven ordes van grootte verschil en dat is erg lastig in één computersimulatie te vatten.


Credit video: SEAN RESSLER AND CHRIS WHITE.
En toch is het Ressler en z’n team gelukt dat te doen (hierboven de simulatie van de sterke sterrenwinden bij enkele WR-sterren). Daaruit kwam naar voren dat het magnetische veld van Sgr A*, dat gegenereerd wordt door de invallende materie, gearresteerd kan raken, zoals dat wordt genoemd, dat wil zeggen dat het een punt kan bereiken waarop het zwarte gat zich verslikt in de invallende materie. En dat hadden ze eigenlijk niet verwacht, want bij zwarte gaten die magnetisch gearresteerd raken verwacht je meestal een uitstroom van energierijke jets, in de richting van de magnetische polen. Maar bij Sgr A* zijn geen energierijke jets bekend. Ressler en z’n team hopen dat de simulaties gebruikt kunnen worden door de mensen van de EHT om het zwarte gat Sgr A* goed te kunnen fotograferen. Een vakartikel over de computersimulaties aan Sgr A* verscheen in The Astrophysical Journal. Bron: UC Santa Barbara.

Speak Your Mind

*

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