De Event Horizon Telescope detecteert jets die uitbarsten uit een nabijgelegen superzwaar zwart gat

By | February 5, 2024

Astronomen hebben in de kosmische achtertuin van de aarde een superzwaar zwart gat waargenomen dat materiaalstralen met bijna de snelheid van het licht uitwerpt. Deze uitstromen vertellen het verhaal van een strijd om de dominantie tussen magnetisme en zwaartekracht.

De ontdekking zou wetenschappers kunnen helpen beter te begrijpen hoe zwarte gaten zich voeden met materie en krachtige jets uitstoten die ver voorbij hun moederstelsels reiken.

Het team van astronomen gebruikte de Event Horizon Telescope (EHT) om het hart van het radiostelsel 3C 84, ook bekend als Perseus A, te observeren, een gebied dat wordt aangedreven door een superzwaar zwart gat. De EHT, een wereldwijd netwerk van onderling verbonden radioschotels, produceerde de eerste beelden van een zwart gat dat ooit door de mensheid is gezien.

Perseus A, een krachtige bron van radiogolven, komt overeen met het centrum van het actieve sterrenstelsel NGC 1275, zelf het centrale sterrenstelsel in de Perseus-supercluster, gelegen op 230 miljoen lichtjaar van de aarde. Dat klinkt als een enorme afstand, maar het maakt het nieuw waargenomen object tot een van de dichtstbijzijnde superzware zwarte gaten op onze planeet.

Verwant: Het zwarte vampiergat is een ‘kosmische deeltjesversneller’ die een al lang bestaand mysterie in de astronomie zou kunnen oplossen

“Het radiostelsel 3C 84 is bijzonder interessant vanwege de uitdagingen die het met zich meebrengt bij het detecteren en nauwkeurig meten van de polarisatie van licht nabij zijn zwarte gat”, zegt Jae-Young Kim, universitair hoofddocent astrofysica aan de Kyungpook National University in Zuid-Korea. . zei in een verklaring. “Het buitengewone vermogen van de EHT om het dichte interstellaire gas binnen te dringen vertegenwoordigt een baanbrekende vooruitgang in de nauwkeurige observatie van de omgeving van zwarte gaten.”

Magnetisme versus zwaartekracht: welke kracht wint?

De nieuwe waarnemingen van Perseus A zijn niet de eerste keer dat de EHT het sterke magnetisme of de zwaartekracht van een superzwaar zwart gat, twee van de vier fundamentele krachten van het universum, heeft onderzocht.

Nadat de telescoop voor het eerst het superzware zwarte gat in het hart van het Messier 87-stelsel (M87) in beeld had gebracht, bracht hij ook de polarisatie van het licht rond dit zwarte gat in beeld, dat zo massief is als 6,5 miljard zonnen.

Dit werk onthulde details van de polariserende magnetische velden rond het centrale zwarte gat van M87. En in het nieuwe onderzoek observeerde de EHT polarisatie rond het zwarte gat Perseus A, wat wijst op een goed geordend magnetisch veld in zijn directe omgeving.

Deze magnetische velden demonstreren hun kracht door de immense zwaartekracht van het zwarte gat van radiostelsel 3C 84, waarvan de massa naar schatting 40 miljoen maal die van de zon is, te overwinnen en met hoge snelheden jets uit te stoten.

Artistieke illustratie van een superzwaar zwart gat dat een straal energetische deeltjes uitzendt.  Dergelijke zwarte gaten zijn ook sterke emitters van röntgenlicht, dat lijkt te worden gereflecteerd door gas en stof in de omringende accretieschijf.

Artistieke illustratie van een superzwaar zwart gat dat een straal energetische deeltjes uitzendt. Dergelijke zwarte gaten zijn ook sterke emitters van röntgenlicht, dat lijkt te worden gereflecteerd door gas en stof in de omringende accretieschijf.

“Naast het leveren van de eerste beelden van zwarte gaten, is de EHT ideaal voor het observeren van astrofysische plasmajets en hun interactie met sterke magnetische velden”, zegt teamleider Georgios Filippos Paraschos van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie (MPIfR) in Duitsland. “Onze nieuwe bevindingen leveren nieuw bewijs dat een geordend magnetisch veld zich uitstrekt door het verwarmde gas rond het zwarte gat.”

Wanneer materie op het zwarte gat valt, vormt het een ‘accretieschijf’ rond het sterk gemagnetiseerde object. Terwijl deze schijf draait, draaien de magnetische veldlijnen erin en raken ze strak opgewonden, waardoor wordt voorkomen dat magnetische energie efficiënt vrijkomt.

De EHT-waarnemingen van het snel roterende superzware zwarte gat Perseus A en zijn omringende ‘magnetisch gearresteerde schijf’ suggereren dat de snelheid waarmee een zwart gat roteert mogelijk verband houdt met zijn vermogen om jets uit te werpen.

Dit betekent dat, hoewel deze jets de overwinning van het magnetisme op de zwaartekracht vertegenwoordigen, ze mogelijk hulp krijgen in de vorm van ‘externe interferentie’ door impulsmoment. Een diepere studie en toepassing van Einsteins zwaartekracht- en algemene relativiteitstheorie uit 1915 zou kunnen helpen bepalen of dit het geval is.

“Waarom zijn zwarte gaten zo goed in het creëren van krachtige jets? Dit is een van de meest fascinerende vragen in de astrofysica”, zegt MPIfR-onderzoeker Maciek Wielgus. “Wij veronderstellen dat algemene relativistische effecten die zich net boven de waarnemingshorizon van het zwarte gat voordoen, de sleutel zouden kunnen zijn tot het beantwoorden van deze vraag. Dergelijke observaties met hoge resolutie maken eindelijk de weg vrij voor observationele verificatie.”

Verwant: De Event Horizon-telescoop: een complete gids

SOORTGELIJKE POSTEN:

– Het gigantische zwarte gat van de Galaxy M87 schiet jets af met bijna de snelheid van het licht

– Hoe de Event Horizon Telescope zoekt naar silhouetten van zwarte gaten

– Het eerste zwarte gat dat ooit door mensen in beeld is gebracht, heeft verwrongen magnetische velden en wetenschappers zijn enthousiast

De EHT kon zijn gedetailleerde waarnemingen van dit zwarte gat en zijn jets uitvoeren met behulp van een techniek genaamd very long-baseline interferometry (VLBI), waarmee het een beeld kan creëren door signalen van talloze telescopische waarnemingen van hetzelfde object samen te voegen. De EHT bestaat uit een reeks individuele telescopen over de hele wereld die samen één instrument ter grootte van de aarde vormen.

“We zijn erg blij omdat deze resultaten een belangrijke stap zijn in de richting van het begrijpen van sterrenstelsels als 3C 84”, zegt Anton Zensus, directeur van het MPIfR en hoofd van de onderzoeksafdeling Radioastronomie/VLBI. “Samen met onze internationale partners streven we ernaar de mogelijkheden van de Event Horizon Telescope te verbeteren om nog gedetailleerder inzicht te bieden in de straalvorming rond zwarte gaten.”

Het onderzoek van het team werd donderdag (1 februari) online gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *