Optische opname van J0230. De cirkel is het gebied waar Swift de uitbarsting zag. Credit: Daniele B. Malesani / PanSTARRS
Sterrenkundigen hebben in het centrum van het sterrenstelsel genaamd 2MASX J02301709+2836050 (kortweg J0230), gelegen op zo’n 500 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, een zwaar zwart gat ontdekt waar zich een op de zon lijkende ster bindt, die beetje bij beetje door het zwarte gat wordt opgevreten. Bij iedere nadering als de ster het dichtst bij het zwarte gat staat verdwijnt er voor ongeveer drie aardmassa’s aan materie van de ster in het zwarte gat. De ontdekking is gedaan door sterrenkundigen van de Universiteit van Leicester en wel met het Neil Gehrels Swift Observatorium, een satelliet die in meerdere delen van het EM-spectrum kan kijken, o.a. naar röntgenstraling. Met Swift zagen ze een uitbarsting in röntgenlicht in J0230 en toen ze de bron in d egaten gingen houden bleek deze telkens 7 tot 10 dagen helderder te worden, daarna volgde een snelle afname van de helderheid en ongeveer 25 dagen later begon het weer met een toename van de helderheid. Er zijn vaker van dergelijke quasi-periodische veranderlijken gezien, maar er zijn verschillen in hoe ze uitbarsten en in welk deel van het spectrum dat te zien is, of het leeuwendeel röntgenstraling of optische straling is. Bij allen is er sprake van een ster die in z’n baan telkens te dicht bij een zwart gat komt en dan grote hoeveelheden materie verliest, dat verhit wordt en gaat stralen. Dat lijkt ook op een Tidal Disruption Event (TDE), waarbij een ster opgepeuzeld wordt door een zwart gat, maar dan hebben we het hier over een variant ervan, een ‘repeated’ TDE, eentje die (quasi-)periodiek optreedt.
Wel en geen röntgenstraling van J0230. Credit: Phil Evans (University of Leicester) / NASA Swift
Uit de metingen aan J0230 blijkt het te gaan om een op de zon lijkende ster die een elliptische baan heeft om het zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel. Dat heeft een massa ergens tussen 10.000 en 100.000 zonsmassa, hetgeen ze een middelgroot zwart gat noemen. Dat is minder groot dan de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, die miljoenen tot miljarden keren zo zwaar als de zon kunnen zijn. SGR A* bijvoorbeeld, ons ‘eigen’ superzware zwarte gat in de kern van de Melkweg, is ruim vier miljoen zonsmassa zwaar. Telkens als de ster in zijn baan dichtbij het zwarte gat komt gaat er pakweg drie aardmassa’s aan materie vanuit z’n atmosfeer naar het zwarte gat en die materie wordt dan verhit tot zo’n 2 miljoen graden, hetgeen röntgenstraling oplevert. Dát heeft Swift periodiek waargenomen.
Meer informatie vind je in het vakartikel van Phil Evans et al, Monthly quasi-periodic eruptions from repeated stellar disruption by a massive black hole, Nature Astronomy (2023).
Bron: Phys.org.
