Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA en JAXA XRISM spotten ijzervingerafdrukken in een nabijgelegen actief sterrenstelsel

Het concept van deze kunstenaar toont de mogelijke locaties van ijzer onthuld in XRISM's röntgenspectrum van NGC 4151. Wetenschappers denken dat röntgenstraling uitzendend ijzer zich in de hete accretieschijf bevindt, dicht bij het zwarte gat. Het röntgenabsorberende ijzer bevindt zich mogelijk verder weg, in een koelere materiaalwolk die een torus wordt genoemd. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Nadat in februari met de wetenschappelijke activiteiten was begonnen, bestudeerde het door Japan geleide XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopie Mission) het monsterlijke zwarte gat in het centrum van sterrenstelsel NGC 4151.



"Het Resolve-instrument van XRISM heeft een gedetailleerd spectrum van het gebied rond het zwarte gat vastgelegd", zegt Brian Williams, NASA's projectwetenschapper voor de missie in het Goddard Space Flight Center van het agentschap in Greenbelt, Maryland. "De pieken en dalen zijn als chemische vingerafdrukken die ons kunnen vertellen welke elementen aanwezig zijn en die aanwijzingen kunnen geven over het lot van materie als deze het zwarte gat nadert."

XRISM (uitgesproken als "crism") wordt geleid door JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) in samenwerking met NASA, samen met bijdragen van ESA (European Space Agency). Het werd gelanceerd op 6 september 2023. NASA en JAXA ontwikkelden Resolve, de microcalorimeter-spectrometer van de missie.

NGC 4151 is een spiraalstelsel op ongeveer 43 miljoen lichtjaar afstand in het noordelijke sterrenbeeld Canes Venatici. Het superzware zwarte gat in het centrum heeft meer dan 20 miljoen maal de massa van de zon.

Het sterrenstelsel is ook actief, wat betekent dat het centrum ongewoon helder en variabel is. Gas en stof dat naar het zwarte gat wervelt, vormt een accretieschijf eromheen en warmt op door zwaartekracht- en wrijvingskrachten, waardoor er variabiliteit ontstaat. Een deel van de materie aan de rand van het zwarte gat vormt twee stralen van deeltjes die met bijna de snelheid van het licht vanaf elke kant van de schijf naar buiten schieten. Een gezwollen, donutvormige wolk van materiaal, een torus genaamd, omringt de accretieschijf.

Het Resolve-instrument aan boord van XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) heeft gegevens verzameld van het centrum van sterrenstelsel NGC 4151, waar een superzwaar zwart gat langzaam materiaal van de omringende accretieschijf consumeert. Het resulterende spectrum onthult de aanwezigheid van ijzer in de piek rond 6,5 keV en de dalen rond 7 keV, licht dat duizenden keren energieker is dan wat onze ogen kunnen zien. Achtergrond:Een afbeelding van NGC 4151 opgebouwd uit een combinatie van röntgen-, optisch en radiolicht. Krediet:Spectrum:JAXA/NASA/XRISM oplossen. Achtergrond:röntgenfoto's, NASA/CXC/CfA/J.Wang et al.; optisch, Isaac Newton Group of Telescopes, La Palma/Jacobus Kapteyn Telescope; radio, NSF/NRAO/VLA

NGC 4151 is zelfs een van de meest bekende actieve sterrenstelsels. Andere missies, waaronder NASA's Chandra X-ray Observatory en Hubble Space Telescope, hebben het bestudeerd om meer te weten te komen over de interactie tussen zwarte gaten en hun omgeving, wat wetenschappers kan vertellen hoe superzware zwarte gaten in galactische centra in de kosmische tijd groeien.

Het sterrenstelsel is ongewoon helder in röntgenstraling, waardoor het een ideaal vroeg doelwit was voor XRISM.

Resolve's spectrum van NGC 4151 onthult een scherpe piek bij energieën van iets minder dan 6,5 keV (kilo-elektronvolt) - een emissielijn van ijzer. Astronomen denken dat een groot deel van de kracht van actieve sterrenstelsels afkomstig is van röntgenstraling die afkomstig is uit hete, opvlammende gebieden dichtbij het zwarte gat. Röntgenstraling die terugkaatst op koeler gas in de schijf zorgt ervoor dat ijzer daar fluoresceert, waardoor een specifieke röntgenpiek ontstaat. Hierdoor kunnen astronomen een beter beeld schetsen van zowel de schijf als de uitbarstende gebieden veel dichter bij het zwarte gat.

Het spectrum vertoont ook verschillende dips rond 7 keV. IJzer in de torus veroorzaakte deze dips ook, zij het door absorptie van röntgenstraling in plaats van emissie, omdat het materiaal daar veel koeler is dan in de schijf. Al deze straling is zo'n 2.500 keer energieker dan het licht dat we met onze ogen kunnen zien.

IJzer is slechts één element dat XRISM kan detecteren. De telescoop kan ook zwavel, calcium, argon en andere detecteren, afhankelijk van de bron. Ze vertellen astrofysici allemaal iets anders over de kosmische verschijnselen verspreid over de röntgenhemel.

XRISM is een samenwerkingsmissie tussen JAXA en NASA, met deelname van ESA. De bijdrage van NASA omvat onder meer wetenschappelijke deelname van CSA (Canadian Space Agency).

Aangeboden door NASA's Goddard Space Flight Center




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Dinosaurusmummie:onderzoekers geloven dat ze een van de best bewaarde dinosaurussen ooit hebben gevonden
  2. Eiwit beëindigt opzettelijk de eigen synthese door de synthesemachinerie te destabiliseren - het ribosoom
  3. Waarom het een goed idee is om met je dronken oom over politiek te praten
  4. Antibioticaresistente infecties bij huisdieren
  5. Grootte, niet geslacht, is de sleutel tot de ontwikkeling van gnoeshoorns
  6. Angiogenese versus vasculogenese
  7. Verschil tussen triglyceriden en fosfolipiden
  8. Vogels leren van elkaars walging, waardoor insecten felle kleuren kunnen ontwikkelen
  9. De verpakking van DNA in chromosomen

Wetenschap