3 februari 2023

Verste detectie van een zwart gat dat een ster opslokt

Artistieke weergave van een zwart gat dat een ster verzwelgt. Credit: ESO/M.Kornmesser

Eerder dit jaar werd de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) gealarmeerd nadat een survey-telescoop een ongewone bron van zichtbaar licht had ontdekt. Samen met andere telescopen werd de VLT snel op deze bron gericht: een superzwaar zwart gat in een ver sterrenstelsel dat een ster had opgeslokt en de restanten ervan in de vorm van een jet had uitgestoten. Uit de VLT-gegevens blijkt dat dit het verste voorbeeld van zo’n gebeurtenis was dat ooit is waargenomen. Omdat de jet bijna precies onze kant op wijst, is het ook voor het eerst dat hij in zichtbaar licht is ontdekt, wat een nieuwe manier oplevert om deze extreme gebeurtenissen te detecteren.

Sterren die te dicht bij een zwart gat komen, worden door diens enorme getijdenkrachten uit elkaar getrokken. Zo’n gebeurtenis wordt een tidal disruption event (TDE) genoemd. In ongeveer één procent van de gevallen schieten bundels van plasma en straling uit de polen van het draaiende zwarte gat weg. In 1971 omschreef zwarte-gatenpionier John Wheeler [1]John Archibald Wheeler wordt veelal ook beschouwd als de bedenker van de term ‘zwart gat’ (tijdens een toespraak voor NASA in 1967.) het concept van TDE’s met jets als ‘een tube tandpasta die in het midden stevig wordt samengeknepen, waardoor aan beide uiteinden materie wegspuit’.

‘We hebben tot nu toe pas een handjevol van deze TDE’s met jets gezien, en het zijn nog steeds heel exotische en slecht begrepen gebeurtenissen,’ zegt Nial Tanvir van de Universiteit van Leicester (VK), die de leiding had over de waarnemingen om de afstand van het object met de VLT te bepalen. Astronomen zijn dus voortdurend op jacht naar deze extreme gebeurtenissen, om te begrijpen hoe de jets precies ontstaan en waarom ze maar bij zo weinig TDE’s optreden.

In het kader van deze zoektocht speuren veel telescopen, waaronder de Zwicky Transient Facility (ZTF) in de VS, regelmatig de hemel af naar tekenen van kortstondige, vaak extreme, gebeurtenissen, die vervolgens veel gedetailleerder onder de loep kunnen worden genomen door telescopen zoals de VLT van ESO in Chili. ‘We hebben een open-source datapijplijn ontwikkeld om belangrijke informatie van de ZTF-survey op te slaan en te verzamelen, en ons onmiddellijk te waarschuwen als er iets ongewoons aan de hemel is opgedoken,’ aldus Igor Andreoni, astronoom aan de Universiteit van Maryland (VS), die samen met Michael Coughlin van de Universiteit van Minnesota leiding gaf aan het vandaag in Nature gepubliceerde onderzoek.

In februari van dit jaar ontdekte de ZTF een nieuwe bron van zichtbaar licht. De gebeurtenis, die te boek staat als AT2022cmc, leek op een gammaflits – de krachtigste lichtbron in het heelal. Het vooruitzicht om getuige te zijn van dit zeldzame verschijnsel bracht astronomen ertoe om telescopen van over de hele wereld te activeren om de mysterieuze lichtbron beter te kunnen bekijken. Een van deze telescopen was de VLT van ESO, die het verschijnsel snel waarnam met het X-shooter-instrument. De gegevens van de VLT plaatsten de bron op een voor deze gebeurtenissen ongekende afstand: het licht van AT2022cmc begon zijn reis toen het heelal nog maar ongeveer een derde van zijn huidige leeftijd had.

In totaal 21 telescopen hebben allerlei soorten licht – van hoogenergetische gammastraling tot radiogolven – verzameld. Het onderzoeksteam heeft deze gegevens vergeleken met verschillende soorten bekende verschijnselen, van ineenstortende sterren tot kilonova’s. Maar het enige scenario dat met de gegevens overeenkwam was een zeldzame TDE met jet die onze kant op wijst. Giorgos Leloudas, astronoom bij DTU Space in Denemarken en co-auteur van dit onderzoek, legt uit dat ‘omdat de relativistische bundel op ons is gericht, het verschijnsel veel helderder is dan anders het geval zou zijn, en zichtbaar is over breder deel van het elektromagnetische spectrum.’

Volgens de VLT-afstandsmeting is AT2022cmc de verste TDE die ooit is ontdekt, maar dat is niet het enige bijzondere aspect van dit object. ‘De weinige TDE’s met jets die tot nu toe werden waargenomen, werden in eerste instantie opgemerkt met telescopen die hoogenergetische gamma- en röntgenstraling detecteren, maar dit was de eerste ontdekking van een TDE in zichtbaar licht,’ aldus Daniel Perley, astronoom aan de Liverpool John Moores Universiteit (VK) en co-auteur van dit onderzoek. Dit betekent dat er nog een andere manier is om TDE’s met jets te detecteren, en deze zeldzame gebeurtenissen in de extreme omgevingen rond zwarte gaten nader te onderzoeken.

Hier is het vakartikel over de waarnemiung aan AT2022cmc. Bron: ESO.

Share

References

References
1 John Archibald Wheeler wordt veelal ook beschouwd als de bedenker van de term ‘zwart gat’ (tijdens een toespraak voor NASA in 1967.)

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: