Telescopen onthullen de snelle rotatie van het zwarte gat in de Melkweg, dat de ruimte-tijd vervormt

By | February 10, 2024

Deze kunstenaarsillustratie toont een dwarsdoorsnede van het superzware zwarte gat en de omringende materie in het centrum van onze Melkweg. De zwarte bol in het midden vertegenwoordigt de waarnemingshorizon van het zwarte gat, het punt waarop geen terugkeer mogelijk is en waaruit niets, zelfs licht niet, kan ontsnappen. Als je vanaf de zijkant naar het roterende zwarte gat kijkt, zoals weergegeven in deze illustratie, heeft de omringende ruimtetijd de vorm van een American football. Het geeloranje materiaal aan weerszijden vertegenwoordigt gas dat rond het zwarte gat wervelt. Dit materiaal valt onvermijdelijk in de richting van het zwarte gat en passeert de waarnemingshorizon zodra het de vorm van een voetbal heeft aangenomen. Het gebied binnen de voetbalvorm maar buiten de gebeurtenishorizon wordt daarom weergegeven als een holte. De blauwe vlekken tonen jets die wegschieten van de polen van het roterende zwarte gat. Afbeelding tegoed: NASA/CXC/M.Weiss

  • Een nieuwe studie zou de vraag kunnen helpen verhelderen hoe snel

    Zwarte gaten hebben twee basiseigenschappen: hun massa (hoeveel ze wegen) en hun rotatie (hoe snel ze roteren). Het bepalen van een van deze twee waarden vertelt wetenschappers veel over elk zwart gat en zijn gedrag. In het verleden hebben astronomen met behulp van verschillende technieken verschillende andere schattingen gemaakt van de rotatiesnelheid van Sgr A*. De resultaten varieerden van Sgr A* die helemaal niet roteerde tot één die bijna op maximale snelheid draaide.

    De nieuwe studie suggereert dat Sgr A* in feite heel snel roteert, waardoor de ruimtetijd eromheen wordt gecomprimeerd. De figuur toont een dwarsdoorsnede van Sgr A* en materiaal dat er in een schijf omheen wervelt. De zwarte bol in het midden vertegenwoordigt de zogenaamde gebeurtenishorizon van het zwarte gat, het punt waar geen terugkeer mogelijk is en waaruit niets, zelfs licht niet, kan ontsnappen.

    Als je vanaf de zijkant naar het roterende zwarte gat kijkt, zoals weergegeven in deze figuur, heeft de omringende ruimtetijd de vorm van een voetbal. Hoe sneller de rotatie, hoe vlakker de voetbal.

    Het geeloranje materiaal aan weerszijden vertegenwoordigt gas dat rond Sgr A* wervelt. Dit materiaal valt onvermijdelijk in de richting van het zwarte gat en passeert de waarnemingshorizon zodra het de vorm van een voetbal heeft aangenomen. Het gebied binnen de voetbalvorm maar buiten de gebeurtenishorizon wordt daarom weergegeven als een holte. De blauwe vlekken tonen jets die wegschieten van de polen van het roterende zwarte gat. Als je van bovenaf langs de straalpijp naar het zwarte gat kijkt, heeft de ruimtetijd een cirkelvorm.

    Chandra-röntgenfoto van Boogschutter A*

    Chandra-röntgenfoto van Boogschutter A* en de omliggende regio. Fotocredit: NASA/CXC/Univ. uit Wisconsin/Y.Bai, et al.

    De spin van een zwart gat kan dienen als een belangrijke energiebron. Roterende superzware zwarte gaten produceren gecollimeerde uitstromen zoals jets wanneer hun spin-energie wordt verwijderd, wat vereist dat er op zijn minst enige materie in de buurt van het zwarte gat is. Vanwege de beperkte brandstof rond Sgr A* is dit zwarte gat relatief stil geweest en heeft het de afgelopen millennia relatief zwakke jets gekend. Dit werk laat echter zien dat dit zou kunnen veranderen naarmate de hoeveelheid materiaal nabij Sgr A* toeneemt.

    Om de spin van Sgr A* te bepalen, gebruikten de auteurs een empirisch gebaseerde techniek genaamd de ‘outflow-methode’, die de relatie beschrijft tussen de spin van het zwarte gat en zijn massa, de eigenschappen van de materie nabij het zwarte gat, enz. die de drainage beschrijft. eigenschappen. De gecollimeerde uitstroom produceert de radiogolven, terwijl de gasschijf rond het zwarte gat verantwoordelijk is voor de röntgenstraling. Met behulp van deze methode combineerden de onderzoekers gegevens van Chandra en de VLA met een onafhankelijke schatting van de massa van het zwarte gat van andere telescopen om de spin van het zwarte gat te beperken.

    Het artikel waarin deze resultaten worden beschreven, onder leiding van Ruth Daly (Penn State University), is gepubliceerd in het januarinummer van 2024 Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.

    Referentie: “Nieuwe Black Hole-spinwaarden voor Boogschutter A* verkregen met behulp van de uitstroommethode” door Ruth A. Daly, Megan Donahue, Christopher P. O’Dea, Biny Sebastian, Daryl Haggard en Anan Lu, 21 oktober 2023 , Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.
    DOI: 10.1093/mnras/stad3228

    De andere auteurs zijn Biny Sebastian (Universiteit van Manitoba, Canada), Megan Donahue (Michigan State University), Christopher O’Dea (Universiteit van Manitoba), Daryl Haggard (McGill University) en Anan Lu (McGill University).

    NASA’s Marshall Space Flight Center beheert het Chandra-programma. Het Chandra X-ray Center van het Smithsonian Astrophysical Observatory controleert de wetenschappelijke operaties vanuit Cambridge, Massachusetts, en de vluchtoperaties vanuit Burlington, Massachusetts.

Leave a Reply

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