Wetenschappers hebben een mysterieuze hartslag van gammastraling gedetecteerd die afkomstig is van een kosmische gaswolk. De onopvallende wolk in het sterrenbeeld Aquila klopt op het ritme van een naburig voorafgaand zwart gat, geeft een verband aan tussen de twee objecten, zoals het team onder leiding van DESY Humboldt Fellow Jian Li en ICREA-professor Diego F. Torres van het Institute of Space Sciences (IEEC-CSIC) in het tijdschrift rapporteert Natuurastronomie . Hoe het zwarte gat de gammastraling-hartslag van de wolk over een afstand van ongeveer 100 lichtjaar aandrijft, blijft raadselachtig.

Het onderzoeksteam, bestaande uit wetenschappers uit Duitsland, Spanje, China en de VS, rigoureus meer dan 10 jaar gegevens geanalyseerd van de Fermi-ruimtetelescoop van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA, kijken naar een zogenaamde micro-quasar. Het systeem gecatalogiseerd als SS 433 bevindt zich op zo'n 15.000 lichtjaar afstand in de Melkweg en bestaat uit een gigantische ster met ongeveer 30 keer de massa van onze zon en een zwart gat met ongeveer 10 tot 20 zonsmassa's. De twee objecten draaien om elkaar heen met een periode van 13 dagen, terwijl het zwarte gat materie uit de reuzenster zuigt.

"Dit materiaal hoopt zich op in een accretieschijf voordat het in het zwarte gat valt, als water in de werveling boven de afvoer van een badkuip, " legt Li uit. "Echter, een deel van die materie valt niet in het riool maar schiet er met hoge snelheid uit in twee smalle jets in tegengestelde richtingen boven en onder de roterende accretieschijf." Deze instelling is bekend van actieve sterrenstelsels die quasars worden genoemd met monsterlijke zwarte gaten met miljoenen zonnestralen massa's in hun centrum die straaljagers van tienduizenden lichtjaren de kosmos in schieten. Omdat SS 433 eruitziet als een verkleinde versie van deze quasars, het is een micro-quasar genoemd.

De hogesnelheidsdeeltjes en de ultrasterke magnetische velden in de jet produceren röntgen- en gammastraling. "De accretieschijf ligt niet precies in het vlak van de baan van de twee objecten. of zwaait, als een tol die schuin op een tafel is opgesteld, ", zegt Torres. "Als gevolg daarvan, de twee jets spiraalsgewijs de omringende ruimte in, in plaats van alleen een rechte lijn te vormen."

De precessie van de jets van het zwarte gat heeft een periode van ongeveer 162 dagen. Nauwkeurige analyse onthulde een gammastralingssignaal met dezelfde periode vanaf een positie die relatief ver van de jets van de micro-quasar lag, die door de wetenschappers is bestempeld als Fermi J1913+0515. Het bevindt zich op de plaats van een onopvallende gasverhoging. De consistente perioden geven aan dat de emissie van de gaswolk wordt aangedreven door de micro-quasar.

"Zo'n eenduidig ​​verband vinden via timing, ongeveer 100 lichtjaar verwijderd van de micro-quasar, zelfs niet in de richting van de jets is even onverwacht als verbazingwekkend, ", zegt Li. "Maar hoe het zwarte gat de hartslag van de gaswolk kan aandrijven, is ons onduidelijk." Directe periodieke verlichting door de jet lijkt onwaarschijnlijk. Een alternatief dat het team heeft onderzocht, is gebaseerd op de inslag van snelle protonen (de kernen van waterstof). atomen) geproduceerd aan de uiteinden van de jets of in de buurt van het zwarte gat, en geïnjecteerd in de cloud, waar deze subatomaire deeltjes het gas raken en gammastraling produceren. Protonen kunnen ook deel uitmaken van een uitstroom van snelle deeltjes vanaf de rand van de accretieschijf. Telkens wanneer deze uitstroom de gaswolk raakt, het licht op in gammastralen, wat zijn vreemde hartslag zou verklaren. "Energiek, de uitstroom van de schijf kan net zo krachtig zijn als die van de jets en wordt verondersteld in solidariteit met de rest van het systeem te verlopen, ", legt Torres uit.

Verdere waarnemingen en theoretisch werk zijn nodig om de vreemde gammastraling-hartslag van dit unieke systeem na deze eerste ontdekking volledig te verklaren. "SS 433 blijft waarnemers op alle frequenties en theoretici verbazen, " benadrukt
Li. "En het zal zeker een proeftuin zijn voor onze ideeën over de productie en verspreiding van kosmische straling in de buurt van micro-quasars voor de komende jaren."