Academici van de Universiteit van Kaapstad (UCT) maken deel uit van een onderzoeksgroep onder leiding van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Oxford die een zwart gat heeft waargenomen dat materiaal met bijna de lichtsnelheid uitstoot tot enkele van de grootste hoekafstanden (scheidingen ) ooit gezien. Deze waarnemingen hebben geleid tot een dieper begrip van hoe zwarte gaten hun omgeving binnendringen.

De onderzoeksgroep richt zich op het bestuderen van voorbijgaande astrofysische systemen - dingen die de helderheid op korte tijdschalen veranderen. Het in dit geval bestudeerde systeem bevat een dynamisch bevestigd zwart gat in onze melkweg en een andere ster (die niet al te veel verschilt van onze zon) die om elkaar heen draait.

Het zwarte gat, door zijn sterke aantrekkingskracht, hevelt materiaal van zijn begeleidende ster af en verzamelt (accumuleert) het. "Het belangrijkste voor dit werk is het feit dat het materiaal niet allemaal verloren gaat in het zwarte gat. Uitstromen worden met extreme snelheden weg van het zwarte gat gelanceerd - bijna de snelheid van het licht - en kunnen worden waargenomen met radiotelescopen, " zei Joe Helder, een DPhil-student aan de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Oxford.

De groep in Oxford, samen met internationale medewerkers, leidde een uitgebreide observatiecampagne op dit specifieke systeem, bekend als MAXI J1820+070 nadat het in de zomer van 2018 uitbarstte.

"Dit was op zich opmerkelijk omdat dit soort voorbijgaande astrofysische systemen meestal een zeer kleine hoeveelheid materiaal aanwast en dus niet kan worden gezien; ze gaan echter af en toe uitbarsten en pas dan zijn ze waarneembaar, " zei Helder.

"Onze campagne omvatte telescopen in het Verenigd Koninkrijk, Amerika en de nieuw operationele MeerKAT-telescoop in Zuid-Afrika. Met deze faciliteiten konden we het verband tussen aanwas en uitstroom volgen. Meer opwindend waren we in staat om het systeem te observeren dat uitwerpselen van materiaal lanceerde, en om deze uitstoot te volgen over een breed scala van scheidingen van het zwarte gat."

De groep volgde deze uitstoot continu met succes tot op extreme afstanden van het zwarte gat met een reeks radiotelescopen, en de uiteindelijke hoekscheiding is een van de grootste gezien vanuit dergelijke systemen. De ejecties gaan zo snel dat ze sneller lijken te gaan dan de lichtsnelheid, maar dat zijn ze niet. Dit is een fenomeen dat bekend staat als schijnbare superluminale beweging.

Co-leider van het project en auteur van het artikel gepubliceerd in Natuurastronomie , Rob Fender (Oxford, en gasthoogleraar SKA aan de afdeling Sterrenkunde van het UCT), zei, "We bestuderen dit soort jets al meer dan 20 jaar en nog nooit hebben we ze zo mooi over zo'n grote afstand gevolgd. Om ze zo vroeg in de operatie van een nieuwe faciliteit als MeerKAT te zien, is fantastisch, en - zoals vaak het geval is - leert ons om niet met vertrouwen te voorspellen wat we in de toekomst zullen zien."

Professor Patrick Woudt, hoofd van de afdeling Sterrenkunde aan het UCT en mede-leider van het ThunderKAT-project op MeerKAT, zei, "Deze waarnemingen demonstreren de ongelooflijke kracht van de MeerKAT-radiotelescooparray in Zuid-Afrika. Een belangrijk aspect van dit onderzoek is om efficiënt om te gaan met de enorme gegevensstroom van MeerKAT (en in de toekomst de Square Kilometre Array), zodat onze studenten kunnen analyseren snel de resultaten.

"Dit is met name belangrijk in de astronomie in het tijdsdomein, waar de helderheid van een object aan de hemel zeer snel kan veranderen en observatiecampagnes dynamisch worden aangepast om deze zeldzame gebeurtenissen te dekken. De cloudgebaseerde onderzoeksinfrastructuur van IDIA heeft een essentiële rol gespeeld in de snelle analyse van de MeerKAT-gegevens in dit verband."