De schaduw van het zwarte gat M87* wiebelt

Het EHT-team dat vorig jaar de eerste foto van de schaduw van een zwart gat publiceerde, heeft met de daarmee opgedane kennis archiefdata uit de periode 2009-2013 geanalyseerd en concludeert dat de schaduw over de jaren heen wiebelt. De resultaten van het team, met daarin onder anderen de promovendi Sara Issaoun en Christiaan Brinkerink van de Radboud Universiteit, en Sera Markoff en haar promovendus Koushik Chatterjee van de Universiteit van Amsterdam, worden vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal.

De EHT (Event Horizon Telescope) is een array van telescopen, die met behulp van de techniek die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) heet, een virtuele radiotelescoop vormt met een schoteldiameter ter grootte van de aarde. In de periode 2009-2013 werd M87* (het superzware zwarte gat in het sterrenstelsel M87) waargenomen met prototype EHT-telescopen, op drie plekken in de periode 2009-2012 en op vier in 2013. De volledige EHT-array kwam in bedrijf in 2017, met zeven telescopen gelokaliseerd op vijf locaties rond de aarde.

Hoewel de waarnemingen van 2009-2013 veel minder data bevatten dan die van 2017, waardoor toen geen plaatje gemaakt kon worden, heeft het EHT-team met behulp van statistische modellen veranderingen in de verschijning van M87* tussen 2009 en 2017 kunnen vaststellen.

Ze concluderen dat de diameter van de schaduw van het zwarte gat consistent blijft met de voorspellingen van Einsteins algemene relativiteitstheorie voor zwarte gaten van 6,5 miljard zonsmassa’s. Maar ze vonden ook iets onverwacht: de halvemaanvormige ring van heet plasma rond M87* wiebelt. Daarmee hebben de astronomen voor het eerst zo dicht bij de waarnemingshorizon van een zwart gat, waar de zwaartekracht extreem is, een glimp opgevangen van de dynamische accretiestructuur.

Sara Issaoun (RU): “De kennis die we hebben opgedaan tijdens de laatste waarnemingen van M87* in 2017 hebben we dus toegepast op oudere data. We ontdekten dat de grootte van de ring hetzelfde bleef, maar dat de straling van het gas rondom over de jaren heen verandert.”

Sera Markoff (UvA) voegt daaraan toe: “Hoe helder de plek in de ring is hangt af van de eigenschappen van het gas rond het zwarte gat maar ook van zijn ‘spin’ en hun relatieve oriëntaties. We hebben nu al meerdere theoretische modellen voor accretie overboord kunnen zetten, waardoor we de zwaartekrachtswetten rond zwarte gaten beter kunnen testen.”

De EHT-astronomen beschikken nu over een schat aan gegevens over de dynamica van zwarte gaten. Het team werkt momenteel aan de analyse van de data van 2018, waarbij nog een extra telescoop (in Groenland) was betrokken. In 2021 wordt de array met nog twee telescopen uitgebreid. Bron: Astronomie.nl.