Een Brits team van astronomen meldt de eerste detectie van materie die met 30 procent van de lichtsnelheid in een zwart gat valt. gelegen in het centrum van het miljard lichtjaar verre sterrenstelsel PG1211+143. Het team, onder leiding van professor Ken Pounds van de Universiteit van Leicester, gebruikte gegevens van het röntgenobservatorium XMM-Newton van de European Space Agency om het zwarte gat te observeren. Hun resultaten verschijnen in een nieuw artikel in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Zwarte gaten zijn objecten met zulke sterke zwaartekrachtsvelden dat zelfs licht niet snel genoeg reist om aan hun greep te ontsnappen. vandaar de beschrijving "zwart". Ze zijn enorm belangrijk in de astronomie omdat ze de meest efficiënte manier bieden om energie uit materie te halen. Als direct gevolg is gas dat invalt - accretie - op zwarte gaten moet de meest energetische verschijnselen in het heelal aandrijven.

Het centrum van bijna elk sterrenstelsel – zoals onze eigen Melkweg – bevat een zogenaamd superzwaar zwart gat, met massa's van miljoenen tot miljarden keren de massa van onze zon. Met voldoende materie die in het gat valt, deze kunnen extreem lichtgevend worden, en worden gezien als een quasar of actieve galactische kern (AGN).

Zwarte gaten zijn echter zo compact dat gas bijna altijd te veel roteert om er direct in te vallen. In plaats daarvan draait het om het gat, geleidelijk naderen via een accretieschijf - een reeks cirkelvormige banen van afnemende grootte. Terwijl gas naar binnen spiraalt, het beweegt sneller en sneller en wordt heet en lichtgevend, gravitatie-energie omzetten in de straling die astronomen waarnemen.

Vaak wordt aangenomen dat de baan van het gas rond het zwarte gat is uitgelijnd met de rotatie van het zwarte gat, maar daar is geen dwingende reden voor. In feite, de reden dat we zomer en winter hebben, is dat de dagelijkse rotatie van de aarde niet overeenkomt met haar jaarlijkse baan rond de zon.

Tot nu toe was het onduidelijk hoe een verkeerd uitgelijnde rotatie de inval van gas zou kunnen beïnvloeden. Dit is met name relevant voor de voeding van superzware zwarte gaten, aangezien materie (interstellaire gaswolken of zelfs geïsoleerde sterren) vanuit elke richting naar binnen kan vallen.

Met behulp van gegevens van XMM-Newton, Prof. Pounds en zijn medewerkers keken naar röntgenspectra (waar röntgenstralen per golflengte worden verspreid) van het sterrenstelsel PG211+143. Dit object bevindt zich op meer dan een miljard lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Coma Berenices, en is een Seyfert-sterrenstelsel, gekenmerkt door een zeer heldere AGN als gevolg van de aanwezigheid van het massieve zwarte gat in zijn kern.

De onderzoekers vonden de spectra sterk roodverschoven, waaruit blijkt dat de waargenomen materie met de enorme snelheid van 30 procent van de lichtsnelheid in het zwarte gat valt, of rond de 100, 000 kilometer per seconde. Het gas heeft bijna geen rotatie rond het gat, en wordt in astronomische termen zeer dichtbij gedetecteerd, op een afstand van slechts 20 keer de grootte van het gat (de waarnemingshorizon, de grens van het gebied waar ontsnappen niet meer mogelijk is).

De waarneming komt nauw overeen met recent theoretisch werk, ook in Leicester en met behulp van de Britse Dirac-supercomputerfaciliteit die het 'scheuren' van verkeerd uitgelijnde accretieschijven simuleert. Dit werk heeft aangetoond dat gasringen kunnen afbreken en met elkaar in botsing kunnen komen, waardoor hun rotatie wordt opgeheven en gas direct naar het zwarte gat kan vallen.

Prof. Ponden, van de afdeling Natuur- en Sterrenkunde van de Universiteit van Leicester, zei:"Het sterrenstelsel dat we met XMM-Newton waarnamen, heeft een zwart gat met een massa van 40 miljoen zonnen dat erg helder is en blijkbaar goed gevoed. Inderdaad, zo'n 15 jaar geleden ontdekten we een krachtige wind die erop wees dat het gat overvoerd werd. winden zijn nu te vinden in veel actieve sterrenstelsels, PG1211+143 heeft nu weer een 'eerste, "met de detectie van materie die rechtstreeks in het gat zelf duikt."

Hij vervolgt:"We waren in staat om een ​​aardse klomp materie ongeveer een dag te volgen, toen het naar het zwarte gat werd getrokken, versnellen tot een derde van de lichtsnelheid voordat het wordt opgeslokt door het gat."

Een verdere implicatie van het nieuwe onderzoek is dat 'chaotische aanwas' van verkeerd uitgelijnde schijven waarschijnlijk gebruikelijk is voor superzware zwarte gaten. Zulke zwarte gaten zouden dan heel langzaam ronddraaien, in staat zijn om veel meer gas te accepteren en hun massa sneller te laten groeien dan algemeen wordt aangenomen, een verklaring voor waarom zwarte gaten die in het vroege heelal zijn gevormd snel zeer grote massa's hebben gekregen.