24 januari 2022

Straalstroom M87 verklaart met computermodellen

Credit: Alejandro Cruz-Osorio, Goethe University Frankfurt

Het reusachtige elliptische sterrenstelsel M87 heeft een karakteristieke straalstroom of jet van hoogenergetische deeltjes, die zelfs door amateursterrenkundigen kan worden waargenomen – collegablogger Paul Bakker deed ’t huzarenstukje al eens in 2014. De straalstroom is zo’n 6000 lichtjaar lang en hij ontspringt vanuit het centrum van M87, waar zich het gigantische superzware zwarte gat M87* (alias Powehi) bevindt, het zwarte gat dat met de Event Horizon Telescope is gefotografeerd (zie hieronder)

Eerste foto van zwart gat, M87*, gemaakt met de EHT. (c) EHT Collaboration.

De grote vraag is hoe het zwarte gat, dat zo’n 6,5 miljard keer zo zwaar als de zon is, in staat is om zo’n straalstroom te genereren en hoe die vervolgens zo lang kan worden. Om daar achter te komen hebben sterrenkundigen o.a. van de Goethe Universiteit in Duitsland onder leiding van Alejandro Cruz-Osorio modellen gemaakt met de computer en daarin driedimensionale simulaties gedraaid van wat zich daar allemaal in het centrum van M87 afspeelt. In die modellen heeft men drie bekende theorieën als basis gebruikt:

  • De Algemene Relativiteitstheorie van Einstein
  • De vergelijkingen van het elektromagnetisme van Maxwell
  • En tenslotte de vergelijkingen van de dynamika van vloeistoffen van Euler

Dat paste men vervolgens toe op de omgeving rond M87*, waar continu materie naar toe stroomt, welke terecht komt in een hete en roterende accretieschijf, waar sterke magnetische velden heersen. Deeltjes die vanuit de rotatieasssen van de accretieschijf in tegenovergestelde richtingen de ruimte in worden geslingerd worden door de magnetische veldlijnen versneld tot relativistische snelheden en dat blijft zo tot ver voorbij het centrum van M87. Het blijkt dat de simulaties van de straalstroom van het team van Cruz-Osorio goed overeenkomen met de foto’s die van de straalstroom gemaakt zijn, zowel visueel als in ‘radiolicht’. De modellen laten zien dat M87* zeer snel moet roteren en dat het plasma rondom de waarnemingshorizon sterk gemagnetiseerd is. Hier is het abstract van het vakartikel over het onderzoek aan de straalstroom van M87, verschenen in Nature. Bron: Goethe Universiteit.

Speak Your Mind

*

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