Onderzoekers hebben een hete gasbel ontdekt die in slechts zeventig minuten een baantje rondom Sagittarius A* voltooit. Het betekent dat de bel met een ongekende snelheid van dertig procent van de lichtsnelheid beweegt!
Net zoals het geval is bij de meeste sterrenstelsels, vinden we ook in het hart van onze eigen Melkweg een flink zwart gat. Dit superzware zwarte gat, Sagittarius A* genaamd, is een geliefd onderzoeksonderwerp. Het werd bovendien nog niet zo lang geleden voor het eerst op beeld vastgelegd. Nu hebben onderzoekers weer iets nieuws ontdekt. Zo blijkt dat Sagittarius A* vergezeld wordt door een hete gasbel, die met ongekende snelheid rond het zwarte gat cirkelt.
Ontdekking
Onderzoekers kwamen de hete gasbel op het spoor met behulp van de ALMA-radiotelescoop. Ze sloegen eigenlijk per toeval het zwarte gat gade kort nadat een uitbarsting van röntgenenergie vanuit het centrum van ons sterrenstelsel was uitgezonden. Zulke uitbarstingen, die ook eerder al zijn waargenomen met röntgen- en infraroodtelescopen, worden in verband gebracht met zogeheten ‘hotspots’: hete gasbellen die met hoge snelheid dicht om het zwarte gat cirkelen.
Verbluffend snel
Verdere analyse leidt tot een verbijsterende ontdekking. “We denken dat we hier een hete gasbel zien die in een baan ter grootte van de omloopbaan van de planeet Mercurius om Sagittarius A* cirkelt,” vertelt onderzoeker Maciek Wielgus. “In slechts ongeveer zeventig minuten voltooit het een volledige omloop. Dat betekent dat hij met ongeveer dertig procent van de lichtsnelheid beweegt – een verbluffende snelheid!”
Bekijk in deze video een animatie van de bel van heet gas dat zich in een baan rond Sagittarius A* bevindt. Astronomen voorspellen dat de hotspot, terwijl hij rond het zwarte gat cirkelt, telkens opnieuw zwakker en helderder wordt (zoals aangegeven in deze animatie).
Radiogolflengten
Maar dat is nog niet eens het enige opmerkelijke. “Wat echt nieuw en interessant is, is dat tot voor kort vlammen alleen duidelijk te zien waren in röntgen- en infraroodwaarnemingen van Sagittarius A*,” aldus Wielgus. “Maar hier zien we voor het eerst een zeer sterke aanwijzing dat ronddraaiende hotspots ook op radiogolflengten waarneembaar zijn.” De onderzoekers vermoeden dat het om hetzelfde natuurkundige verschijnsel gaat. “Als infrarood stralende hotspots afkoelen, worden ze vanzelf zichtbaar op langere golflengten, waaronder de golflengten die ALMA waarneemt,” voegt Radboud-astronoom Jesse Vos toe.
Magnetische interacties
De ontdekking verschaft astronomen meer inzicht in de raadselachtige en dynamische omgeving van het superzware zwarte gat in het hart van onze Melkweg. Zo bestond al geruime tijd het vermoeden dat de waargenomen uitbarstingen het gevolg zijn van magnetische interacties in het zeer hete gas dat in een baan rond Sagittarius A* draait. De nieuwe bevindingen bevestigen dit nu. “We hebben nu sterke aanwijzingen gevonden voor een magnetische oorsprong van deze uitbarstingen,” zegt onderzoeker Monika Mościbrodzka van de Radboud Universiteit. “Onze waarnemingen geven ons een indicatie van de geometrie van het proces. De nieuwe gegevens zijn uiterst nuttig voor het formuleren van een theoretische interpretatie van deze gebeurtenissen.”
Het magnetische veld van Sagittarius A*
Het onderzoek legt sterkere grenzen op aan de vorm van het magnetische veld rond Sagittarius A* dan eerdere waarnemingen. Dat komt omdat astronomen dankzij ALMA de gepolariseerde radiostraling van Sagittarius A* konden bestuderen. En dat kon weer gebruikt worden om het magnetische veld van het zwarte gat bloot te leggen. Deze gegevens combineerde het team vervolgens met theoretische modellen om zo onze kennis over de vorming van de hotspot en de omgeving waarin deze is ingebed – met inbegrip van het magnetische veld rond Sagittarius A* – uit te breiden.
Aard van Sagittarius A*
Dankzij de studie beginnen astronomen de aard van ‘ons’ zwarte gat en zijn omgeving steeds beter te begrijpen. Onderzoek naar de hete gasbel nabij Sagittarius A* gaat echter door. Want er valt nog veel meer te leren. “In de toekomst zouden we in staat moeten zijn de hotspots met zowel het GRAVITY-instrument (waarmee ESO’s Very Large Telescope is uitgerust en in het infrarood waarneemt, red.) als ALMA op verschillende frequenties waar te nemen,” zegt onderzoeker Ivan Marti-Vidal. “Als deze onderneming slaagt, zou dat echt een mijlpaal zijn voor ons begrip van de fysica van de uitbarstingen in het centrum van de Melkweg.”
Het team hoopt de rondcirkelende samenballing van gas ook rechtstreeks te kunnen waarnemen met de Event Horizon Telescope (een grote samengestelde telescoop die bestaat uit een wereldwijd netwerk van radiotelescopen) om zo steeds dichter bij het zwarte gat te komen en meer geheimen te ontraadselen. “Hopelijk kunnen we op een dag met een gerust hart zeggen dat we ‘weten’ wat zich in Sagittarius A* afspeelt,” besluit Wielgus.
