Icon up Overzicht

De laatste kreet van de materie

Onderwerp: Astrofysica, Elektrische stroom, Elektromagnetisch spectrum, Kracht en beweging, Sterrenkunde

Zwarte gaten zijn echt zwart. Wanneer een object binnen een bepaalde afstand komt van een zwart gat dan wordt het door het gat opgeslokt zonder ooit nog te kunnen ontsnappen. Ook licht ondergaat hetzelfde lot.
Zwarte gaten 'schijnen' dus niet. Maar als ze zwarte gaten niet kunnen zien, hoe kunnen astronomen ze dan waarnemen?

Niets te zien?

Gas draait rond een zwart gat. Uiteindelijk zal het door het zwarte gat worden opgeslokt. Credits: ESA

Eigenlijk nemen sterrenkundigen ze ook niet waar. Maar ze zien wel verschijnselen die alleen verklaard kunnen worden door zwarte gaten in de buurt. De sterke aantrekkingskracht van een zwart gat beïnvloedt namelijk de beweging van objecten in zijn omgeving. Zo kunnen astronomen bijvoorbeeld een ster rond 'iets' zien draaien, zonder te zien wat dat 'iets' is. Ze kunnen vermoeden dat het om een zwart gat gaat, of misschien een uiterst compacte neutronenster.

In het centrum van het Melkwegstelsel

Sterrenkundigen kunnen zelfs de massa van een zwart gat afleiden door de massa van de ster en haar snelheid te bepalen. Dezelfde berekening kan worden uitgevoerd bij supermassieve zwarte gaten, die zich in het centrum van veel sterrenstelsels bevinden, waarschijnlijk ook in het onze, de melkweg.

ESA's International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory meet de meest energieke straling afkomstig uit de ruimte. Gammastraling is krachtiger dan bijvoorbeeld the röntgenstraling die gebruikt wordt in medische aparatuur. Credits: ESA. Illustration by D. Ducros.

Nabij het centrum van ons eigen melkwegstelsel zijn er namelijk sterren en gas die uitermate snel bewegen. Deze waarnemingen kunnen slechts verklaard worden door een massa van verschillende miljoenen keer de massa van de zon in het centrum van het melkwegstelsel. Die massa moet geconcentreerd zijn binnen een straal van slechts tien lichtdagen, ruwweg veertig keer de afstand van de zon tot de planeet Pluto. Het gaat hoogstwaarschijnlijk om een zwart gat.

Bron van straling

Bovendien hebben onderzoekers met behulp van radio- en röntgentelescopen een krachtige bron van straling waargenomen. Hij heet Sagittarius A en het is waarschijnlijk dat het om dit massieve zwarte gat gaat. Onlangs werd voor de eerste keer de baan bepaald van een ster die dit mysterieuze object nadert tot amper 17 lichtuur - slechts drie keer de afstand tussen de zon en Pluto - terwijl de ster snelheden bereikt van 5000 kilometer per seconde!

Microquasar GRO J1655-40. Microquasars zijn zwarte gaten met ongeveer dezelfde massa als een ster. De massa kan variëren van 3.5 tot ongeveer 15 keer de massa van de zon. Met behulp van de Hubbletelescoop is dit systeem ontdekt. Het gaat om een uitstervende ster die elke 2,6 dagen een rondje om het zwarte gat draait. Credits: European Space Agency, NASA and Felix Mirabel.

In 1967 werden quasars ontdekt. Dit was nieuw bewijsmateriaal ten gunste van het idee van supermassieve zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels. Quasars zijn objecten die zeer ver van ons verwijderd en tegelijk bijzonder helder zijn. Het zijn de meest lichtsterke objecten in het heelal.

XMM-Newton en Integral

Astronomen moeten een beroep doen op zwarte gaten, willen ze de enorme hoeveelheid energie verklaren die quasars wel moeten uitstralen. moeten .

XMM-Newton Bron:ESA

Materie verhit en zendt grote hoeveelheden energie uit (een ‘laatste kreet’), alvorens te verdwijnen in een zwart gat. Men denkt dat quasars op die manier worden veroorzaakt: door zwarte gaten met een massa van één miljoen tot verschillende miljarden keer de massa van de zon.

De ‘laatste kreet’ van materie, die op het punt staat opgeslokt te worden door een zwart gat, kan het best worden waargenomen met behulp van röntgen- en gammatelescopen. De vrijgekomen energie neemt namelijk de vorm van harde röntgenstraling aan. Zo hebben de ESA-satellieten XMM-Newton en Integral al verschillende ontdekkingen gedaan in verband met zwarte gaten.

En op die manier vond XMM-Newton onlangs een klein zwart gat in het sterrenbeeld Ara van de zuidelijke sterrenhemel. Integral ontdekte vervolgens de eerste belangrijke harde röntgenstraling, mogelijk afkomstig van het zwarte gat in het centrum van ons melkwegstelsel