Credit: NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld
Sterrenkundigen zijn er voor het eerst in geslaagd om waarnemingen te doen aan de buitenranden van de accretieschijf van een superzwaar zwart gat. Denimara Dias dos Santos (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais in Brazilië) en zijn collega’s namen met de grote Gemini North telescope op Hawaï III Zw 002 waar, een snel roterende quasar gelegen ìn het Seyfertstelsel M106 in het sterrenbeeld Jachthonden (Canis Venatici). In de kern van dat stelsel bevindt zich een superzwaar zwart gat en dat wordt omgeven door een accretieschijf van snel roterend gas. Met de Gemini telescoop was men in staat om van de accretieschijf een spectrum te maken en daarin was een dubbele emissielijn te zien. Emissielijnen ontstaan als atomen in aangeslagen toestand in een lagere energietoestand komen en ze straling uitzenden. Omdat het gas snel roteert worden de emissielijnen, die in rust scherpe pieken in het spectrum zouden zijn, uitgesmeerd tot brede lijnen. Wat III Zw 002 liet zien was echter geen spectrum met een brede lijn, maar eentje met een dubbele piek (zie de illustratie bovenaan).
M106, waargenomen met Hubble. NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), and R. Gendler (for the Hubble Heritage Team). Acknowledgment: J. GaBany
Die dubbele piek ontstaat omdat het gas gezien vanaf de aarde aan één kant van de accretieschijf van ons af beweegt en aan de andere kant naar ons toe beweegt, hetgeen een Dopplereffect oplevert en een splitsing van de brede emissielijn in twee pieken. Met de Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) was men in staat om twee dubbele lijnen in het spectrum van III Zw 002 te zien, een Paschen-alpha (waterstof) lijn, die uit het binnenste deel van de accretieschijf afkomstig is en een O I (neutraal zuurstof) lijn, die uit het buitenste deel afkomstig is (zie grafiek hieronder). Het is daarmee voor het eerst dat sterrenkundigen spectrale informatie hebben gekregen van zowel het binnenste als buitenste deel van de accretieschijf rondom een superzwaar zwart gat.
Credit: Dias Dos Santos et al.
Berekeningen aan de hand van de waarnemingen laten zien dat de Paschen-alpha (Pα) lijn ontstaat op 16,77 lichtdagen afstand van het zwarte gat en de O I lijn op 18,86 lichtdagen. De buitenste straal van het brede lijngebied is 52,43 lichtdagen groot. Dat gebied maakt een inclinatiehoek van 18° ten opzichte van de waarnemers op aarde. De massa van het zwarte gat is naar schatting tussen 400 en 900 miljoen zonsmassa.
Meer informatie vind je in het vakartikel van Denimara Dias dos Santos et al, First Observation of a Double-peaked O i Emission in the Near-infrared Spectrum of an Active Galaxy, The Astrophysical Journal Letters (2023).
Speak Your Mind