science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Spin van zwart gat verhoogt radiovolume

Artistieke opvatting van de accretieschijf rond een ronddraaiend superzwaar zwart gat. De rotatie van het zwarte gat kan de hogesnelheidsstraal veroorzaken die het object radiolui maakt. Krediet:NAOJ

Statistische analyse van superzware zwarte gaten suggereert dat de spin van het zwarte gat een rol kan spelen bij het genereren van krachtige hogesnelheidsstralen die radiogolven en andere straling door het universum blazen.

Zwarte gaten absorberen licht en alle andere vormen van straling, waardoor ze niet direct te detecteren zijn. Maar de effecten van zwarte gaten, in het bijzonder accretieschijven waar materie wordt versnipperd en oververhit als het naar beneden in het zwarte gat spiraalt, kunnen enorme hoeveelheden energie vrijmaken. De accretieschijven rond superzware zwarte gaten (zwarte gaten met een massa van miljoenen keren die van de zon) behoren tot de helderste objecten in het universum. Deze objecten worden "quasi-stellaire radiobronnen" of "quasars, " maar eigenlijk is dit een verkeerde benaming; slechts ongeveer 10% van de quasars zendt sterke radiogolven uit. We weten nu dat "radio-luide" quasars optreden wanneer een fractie van de materie in de accretieschijf het uiteindelijke lot vermijdt om in het zwarte gat te vallen en komt terug de ruimte in schieten in hogesnelheidsstralen die worden uitgezonden door de polen van het zwarte gat. Maar we begrijpen nog steeds niet waarom stralen de ene keer wel en de andere keer niet worden gevormd.

Een team onder leiding van Dr. Andreas Schulze van het National Astronomical Observatory of Japan onderzocht de mogelijkheid dat de spin van het superzware zwarte gat een rol zou kunnen spelen bij het bepalen of de hogesnelheidsstralen worden gevormd. Omdat zwarte gaten niet direct kunnen worden waargenomen, Het team van Schulze mat in plaats daarvan de emissies van zuurstofionen [O III] rond het zwarte gat en de accretieschijf om de stralingsefficiëntie te bepalen; d.w.z. hoeveel energie materie vrijgeeft als het in het zwarte gat valt. Uit de stralingsefficiëntie konden ze de spin van het zwarte gat in het centrum berekenen.

Door bijna 8000 quasars te analyseren uit de Sloan Digital Sky Survey, Het team van Schulze ontdekte dat de O III-zuurstofemissies gemiddeld 1,5 keer sterker zijn in radio luide quasars dan in radiostille quasars. Dit impliceert dat spin een belangrijke factor is bij het genereren van jets.

Schulze waarschuwt, "Onze aanpak, zoals anderen, berust op een aantal belangrijke aannames. Onze resultaten betekenen zeker niet dat spin de enige factor moet zijn voor het onderscheid tussen radio-luide en radio-stille quasars. De resultaten suggereren, echter, dat we spin niet uit het spel moeten tellen. Het zou de luidheid van deze verre opgroeiende monsters kunnen bepalen."

Deze resultaten werden gepubliceerd als "Evidence for Higher Black Hole Spin in Radio-loud Quasars" door Schulze, et. al. in de Astrofysisch tijdschrift in november 2017.