Eén van de grootste superzware zwarte gaten in het heelal – OJ 287 – blijkt een stuk lichter te zijn

Links UV-opname van OJ 287 gemaakt door de Swift-satelliet, rechts een impressie van de twee superzware zwarte gaten in OJ 287. Credit: S. Komossa et al.; NASA/JPL-Caltech

Ik heb het hier vaker gehad over OJ 287, de blazar in het sterrenbeeld Kreeft (Cancer) dat 5 miljard lichtjaar van ons vandaan staat en dat in z’n centrum een tweetal superzware zwarte gaten heeft die om elkaar draaien en die om de zoveel tijd voor een uitbarsting van straling zorgen – de eerste keer dat zo’n uitbarsting werd waargenomen was in… 1887. Lang werd gedacht dat het zwaarste van het tweetal een massa heeft van maar liefst 18,35 miljard zonsmassa, hetgeen ‘m zou doen scharen tot wat de krankzinnig zware zwarte gaten wordt genoemd, ja die categorie bestaat echt! Het andere zwarte gat zou ‘maar’ 100 miljoen zonsmassa zwaar zijn, bijna 25 keer zo zwaar als Sgr A*, ons eigen superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Dat kleinere superzware zwarte gat in het centrum van OJ 287 zou in een baan om het monster-zwart gat draaien en één omwenteling zou 11 á 12 jaar duren, waarbij het kleinere gat dan dwars door de accretieschijf van het monster-zwart gat zou gaan, hetgeen een uitbarsting van straling tot gevolg zou hebben (zie de illustratie hieronder).

Voorstelling van de twee zwarte gaten in de kern van OJ287 (CREDIT: GARY POYNER, UK)

Modellen van wat er allemaal gebeurt in het centrum van OJ 287 voorspelden dat er in oktober 2022 weer een uitbarsting zou plaatsvinden en daarom waren alle ‘ogen’ gericht op OJ 287 om die uitbarsting mee te maken. Het was met name het zogeheten MOMO project (“Multiwavelength Observations and Modeling of OJ 287“) dat sinds 2015 door middel van maar liefst vier instrumenten, waarvan twee op aarde en twee in de ruimte, OJ 287 en dan met name de uitbarsting ervan wilde volgen. Hieronder zie je die vier instrumenten.

Credit: NASA (Fermi & Swift satellite images), N. Junkes (Effelsberg), J. Weintroub (SMA)

MOMO kon de jet of straalstroom van OJ 287 wel waarnemen (die recht naar de aarde is gericht, dat is wat bij alle ‘blazars’ – een variant van de quasars – het geval is) en daar werden ook zogeheten ‘diepe vervagingen’ in waargenomen, maar van de uitbarsting werd niets gezien, door het team van sterrenkundigen dat onder leiding stond van Stefanie Komossa (Max Planck Institute for Radio Astronomy, MPIfR). Tijdens die vervagingen werd de lichtsterkte van de jet wat zwakker en kon men de straling van de accretieschijf rondom zwaarste zwarte gat beter zien. Maar er werd geen uitbarsting gezien. Hieruit leidt men af dat de materie in de omringende accretieschijf tien keer minder straling uitzendt, met een lichtsterkte die maximaal 2 x 10^46 erg/s bedraagt, da’s vijf biljoen (5 x 10¹²) keer zoveel als de lichtkracht van de zon. Men kon ook de snelheid van de materie in de accretieschijf bepalen en daaruit kon men weer de massa van het zwarte gat bepalen: dat blijkt niet ruim 13 miljard zonsmassa te zijn, maar ‘slechts’ 100 miljoen zonsmassa – zeg maar net zo groot als z’n maatje verderop.

Omvang van de grootte van de waarneminghorizon van de twee zwarte gaten in OJ 287 (nog volgens de te zware schattingen van de massa’s). Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

Die beduidend lagere massa heeft gevolgen voor het model van de twee superzware zwarte gaten in OJ 287. Met een verbeterd model op basis van de waarnemingen komt er ook geen voorspelling van een uitbarsting uit die oktober 2022 zou hebben plaatsgevonden, maar éérder al en wel ergens in 2016-2017, die in eerste instantie met de Swift satelliet werd waargenomen (zie de tweet hieronder over een waarneming daarvan).

Multiband optical flux and polarization variability of the blazar OJ 287 during 2016 – 2017 [HEAP] https://t.co/wgvg54oUcv pic.twitter.com/M3tPec9azK

— arXiver (@arXiver) March 21, 2018

Vakartikelen:

• S Komossa et al, Absence of the predicted 2022 October outburst of OJ 287 and implications for binary SMBH scenarios, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (2023).
• S. Komossa et al, MOMO. VI. Multifrequency Radio Variability of the Blazar OJ 287 from 2015 to 2022, Absence of Predicted 2021 Pecursor-flare Activity, and a New Binary Interpretation of the 2016/2017 Outburst, The Astrophysical Journal (2023)

Bron: Phys.org.

Gerelateerde Astroblogs:

Het begeleidende superzware zwarte gat in quasar OJ 287 is voor het eerst apart gespot Webb ziet veel lichtzwakke rode stipjes: baby-quasars in het vroege heelal De grootste kaart van actieve superzware zwarte gaten (lees: quasars) is verschenen