Credit: Used under a CC-BY 4.0 license from D. Bogensberger et al. Astrophys. J. (2024) DOI: 10.3847/1538-4357/ad73a1
Centaurus A (NGC 5128) is een lensvormig sterrenstelsel in het sterrenbeeld Centaurus op 12 miljoen lichtjaar afstand, da’s voor sterrenkundigen bij wijze van om de hoek. Centaurus A is een sterke bron van radiogolven en in het centrum ervan bevindt zich een superzwaar zwart gat. Vanuit dat centrum schiet een jet of straalstroom vol met energierijke deeltjes de ruimte in. Die jet is maar liefst ruim twee decennia (tussen 2000 en 2022) onderzocht met NASA’s Chandra röntgen-ruimtetelescoop en wel door een team van sterrenkundigen onder leiding van David Bogensberger (Universiteit van Michigan).
Bij het onderzoek aan de jets concentreerde men zich op de heldere punten in de jet, de zogenaamde knopen (Engels: ‘knots’). De jets van Centaurus A verschillen als je ze in radiolicht bekijkt en in röntgenlicht. Door met Chandra te kijken naar de knopen in de jet kon men de snelheid bepalen waarmee de delen van de jet wegvliegen. De snelheid van één zo’n knoop blijkt opmerkelijk te zijn: die beweegt zich met meer dan de lichtsnelheid! Tenminste, die lijkt sneller te gaan dan de lichtsnelheid, iets wat ze een superluminale snelheid noemen. In werkelijkheid gaat de knoop iets langzamer dan de lichtsnelheid c, namelijk 94% van de lichtsnelheid – da’s ook zéér snel. Hoe zo’n superluminale snelheid bereikt kan worden zie je hieronder.
Superluminale beweging
Superluminale beweging wordt veroorzaakt doordat de jets zeer dicht bij de lichtsnelheid naar de waarnemer reizen – in het geval van Centaurus A is dat 94% van de lichtsnelheid – en de hoek θ van de gezichtslijn klein is t.o.v. de richting waar de jet heen wijst (zie de afbeelding hieronder).
Het gas in de jet zendt straling uit, vooral de electronen door het magnetisch veld in de vorm van synchrotronstraling. Dat doet het gas op elk punt van het pad dat gevolgd wordt en daardoor nadert het licht dat het gas uitzendt de waarnemer niet veel sneller dan de jet zelf. Hierdoor heeft het licht dat gedurende periode x jaren van de reis van de jet wordt uitgestraald, geen x lichtjaar afstand tussen het voorste uiteinde (het vroegste uitgestraalde licht, dicht bij het zwarte gat in Cen A) en het achterste uiteinde (het laatste uitgestraalde licht, ver weg van het zwarte gat in Cen A).
De complete “lichttrein” komt dus over een veel kortere periode (1/10e van x of 1/20e van x) bij de waarnemer aan, waardoor het voor de waarnemer lijkt alsof de jet zich in tangentiële richting sneller dan de lichtsnelheid beweegt. Doordat de jet al met bijna de lichtsnelheid naar ons toe komt heeft de straling ervan dus nog minder tijd nodig om de waarnemer te bereiken.
Meer over Chandra’s waarnemingen aan de jets van Centaurus A zijn te lezen in het vakartikel van David Bogensberger, Jon M Miller, Richard Mushotzky, W. N. Brandt, Elias Kammoun, Abderahmen Zoghbi, Ehud Behar. Superluminal Proper Motion in the X-Ray Jet of Centaurus A. The Astrophysical Journal, 2024; 974 (2): 307.
Bron: Universiteit van Michigan.
Speak Your Mind