Voor het eerst is de spin van een superzwaar zwart gat gemeten

Impressie van de straling afkomstig van een TDE van een zwart gat met een wiebelige accretieschijf, gemeten door NICER (bovenaan in de illustratie). Door de wiebel kijken we soms tegen de buitenzijde van de schijf aan en soms tegen de energierijkere binnenzijde. Credit: Michal Zajacek & Dheeraj Pasham

Zwarte gaten zijn in feite erg eenvoudige objecten, want ze hebben maar drie meetbare eigenschappen: massa, spin en elektrische lading. Ze zeggen ook wel eens dat zwarte gaten ‘no hair’ hebben, omdat ze zo simpel zijn, het no-hair-theorem. De spin van een zwart gat is een maat voor de rotatiesnelheid. Probleem om dat te meten was dat je het zwarte gat zelf niet kunt zien, omdat dat verborgen zit achter een waarnemingshorizon. Maar sterrenkundigen van o.a. MIT en NASA zijn er nu in geslaagd om van een superzwaar zwart gat toch de spin te meten en wel met behulp van een ’tidal disruption event’ (TDE), het moment dat het zwart gat een uitbarsting meemaakt omdat ‘ie ineens een grote hoeveelheid materie opslokt (zoals een complete ster).

Dheeraj “DJ” Pasham (MIT) en zijn team hebben zo’n TDE bestudeerd, AT2020ocn die in februari 2020 plaatsvond en die toen werd ontdekt met behulp van de Zwicky Transient Facility (ZTF) in de VS. Waar Pasham en zijn team geïnteresseerd in waren was of ze de zogeheten Lense-Thirring precessie bij de TDE konden meten, het relativistitsche effect dat zwarte gaten door hun extreme zwaartekracht én dor hun rotatie ook de omringende ruimtetijd met zich meeslepen. Met NICER (dat staat voor de Neutron star Interior Composition ExploreR), een röntgentelescoop verbonden aan het internationale ruimtestation ISS, konden ze AT2020ocn goed bestuderen en daarmee ontdekten ze dat de röntgenstraling afkomstig van de TDE iedere 15 dagen een piek meemaakte – en dat diverse cycli achter elkaar. De waarnemingen werden vergeleken met theoretische modellen en de uitkomst was dat er inderdaad sprake was van een Lense-Thirring precessie en dat het zwarte gat, dat een wiebelige accretieschijf heeft (zie afbeelding bovenaan), met minder dan 25% van de lichtshelheid roteert. En dat is voor het eerst dat men de spin van een superzwaar zwart gat heeft gemeten.

Meer hierover kan je lezen in het vakartikel van Dheeraj R. Pasham, Michal Zajaček, C. J. Nixon, Eric R. Coughlin, Marzena Śniegowska, Agnieszka Janiuk, Bożena Czerny, Thomas Wevers, Muryel Guolo, Yukta Ajay, Michael Loewenstein. Lense–Thirring precession after a supermassive black hole disrupts a star. Nature, 2024.

Bron: MIT.

Gerelateerde Astroblogs:

Bron van het helderste licht als superzware zwarte gaten een TDE meemaken is onthuld Donkere materie zou helpen het ‘finale parsec probleem’ op te lossen Met infrarood hebben sterrenkundigen maar liefst 18 TDE’s ontdekt, als een zwart gat een ster oppeuzelt