Zwart gat blaast grote bellen

Door waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope en NASA’s röntgensatelliet Chandra met elkaar te combineren, hebben astronomen de krachtigste jets ontdekt die ooit bij een stellair zwart gat zijn waargenomen. Het object, dat ook wel een microquasar wordt genoemd, blaast een duizend lichtjaar grote bel van heet gas de ruimte in. En daarbij pompt de microquasar tienmaal zo veel energie de ruimte in als de overige microquasars die we kennen. De ontdekking wordt deze week in het tijdschrift Nature gepubliceerd.

‘We stonden er versteld van hoe veel energie het zwarte gat in het gas pompt,’ zegt hoofdauteur Manfred Pakull. ‘Dit zwarte gat is slechts enkele zonsmassa’s zwaar, maar is een echte miniatuurversie van de krachtigste quasars en radiostelsels, die zwarte gaten bevatten met massa’s die miljoenen keren groter zijn.’

Bekend is dat zwarte gaten enorme hoeveelheden energie uitstoten als zij materie opslokken. Het vermoeden bestond dat deze energie grotendeels vrijkwam in de vorm van straling, en met name röntgenstraling. Uit dit nieuwe onderzoek blijkt echter dat sommige zwarte gaten net zo veel, en misschien zelfs veel meer, energie uitstoten in de vorm van twee bundels van snel bewegende deeltjes. Deze snelle jets komen in botsing met het omringende interstellaire gas, en verhitten het, waardoor het gaat uitdijen. De opzwellende bel bevat een mengsel van heet gas en supersnelle deeltjes van verschillende temperaturen. Door het zwarte gat in verschillende golflengtegebieden (optisch, radio, röntgen) te bestuderen, kan worden berekend hoe snel het zijn omgeving verhit.

De astronomen hebben de plekken waar de jets inbeuken op het interstellaire gas rond het zwarte gat kunnen waarnemen. Daarbij is vastgesteld dat de bel van heet gas uitdijt met een snelheid van bijna een miljoen kilometer per uur.

‘De lengte van de jets in NGC 7793 is verbazingwekkend, als je de bescheiden omvang van het zwarte gat dat hen uitstoot in aanmerking neemt,’ zegt medeauteur Robert Soria [1]. ‘Als je het zwarte gat zou terugschalen naar de grootte van een voetbal, zou elke jet zich uitstrekken van de aarde tot voorbij de baan van Pluto.’

Dit onderzoek leert astronomen begrijpen wat de overeenkomsten zijn tussen de kleine zwarte gaten die bij de explosies van sterren ontstaan en de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels. Bij superzware zwarte gaten worden vaak zeer krachtige jets waargenomen, maar de kleinere microquasar-variëteit leek tot nog toe schaarser. Deze nieuwe ontdekking wijst er op dat veel van deze microquasars wellicht gewoon onopgemerkt zijn gebleven.

Het bellenblazende zwarte gat bevindt zich op een afstand van 12 miljoen lichtjaar, in het buitengebied van het spiraalstelsel NGC 7793. Uit de waargenomen afmetingen en uitdijingssnelheid van de gasbel leiden de astronomen af dat de jet al minstens 200.000 jaar actief is.

ESO