Een internationaal team van astronomen heeft de afstand bepaald die deeltjes moeten afleggen voordat ze als een zichtbare plasmastraal gelanceerd worden bij een zwart gat. Ze publiceren hun bevindingen maandagavond in het vakblad Nature Astronomy. Sera Markoff en Chiara Ceccobello (beiden Universiteit van Amsterdam) zijn mede-auteurs.
Zwarte gaten slurpen niet alles op wat erin valt. Een klein deel van het materiaal wordt terug het heelal in gestraald als krachtige jets van heet plasma. Volgens de theorie ontstaan deze jets doordat de magneetvelden dichtbij het zwarte gat de deeltjes versnellen en bundelen. Het is te vergelijken met de deeltjesversneller van CERN alleen bij een zwart gat krijgen de deeltjes miljoenen keren meer energie. Wetenschappers hebben nu bepaald hoe lang de afstand is die de deeltjes afleggen voordat ze snel genoeg gaan om een zichtbare plasmastraal te worden.
De onderzoekers bestudeerden daarvoor twee zogeheten röntgendubbelsterren in onze Melkweg. In dit geval ging het om een stellair zwart gat waaromheen een normale ster draait. De onderzoekers maten de röntgenstraling met de NuSTAR-ruimtetelescoop van de NASA en detecteerden zichtbaar licht met de supersnelle ULTRACAM van de Nederlands-Engels-Spaanse William Herschel-telescoop op La Palma.
De onderzoekers zagen het zichtbare licht een tiende van een seconde later ontstaan dan de röntgenstraling. Dat duidt erop dat de 'startbaan' van het spuwende zwarte gat slechts ongeveer 30.000 kilometer lang is.
Sera Markoff (UvA), medeauteur van de publicatie in Nature Astronomy is opgetogen over de resultaten. "Ik maak modellen van zwarte gaten met de computer en de waarnemingen zijn in lijn met de voorspellingen uit mijn eerdere modellen."
Aan de publicatie gingen jaren van voorbereiding, samenwerking en coördinatie vooraf. De onderzoekers moesten de instrumenten tegelijkertijd op dezelfde röntgendubbelsterren richten tijdens een uitbarsting.
Markoff: "We gebruiken de waarnemingen om betere modellen op te stellen. Zo kunnen we het verband tussen de jets en de versnellende deeltjes beter verklaren."
Artikel
An elevation of 0.1 light-seconds for the optical jet base in an accreting Galactic black hole system. Door: P. Gandhi, M. Bachetti, V.S. Dhillon, R.P. Fender, L.K. Hardy, F.A. Harrison, S.P. Littlefair, J. Malzac, S. Markoff, T.R. Marsh, K. Mooley, D. Stern, J.A. Tomsick, D.J. Walton, P. Casella, F. Vincentelli, D. Altamirano, J. Casares, C. Ceccobello, P.A. Charles, C. Ferrigno, R.I. Hynes, C. Knigge, E. Kuulkers, M. Pahari, F. Rahoui, D.M. Russell, A.W. Shaw. In: Nature Astronomy, 30 oktober 2017. (gratis preprint)
Animatie op Youtube
Astronomen meten 'startbaan' van spuwend zwart gat
