Zwart gat jets zijn krachtige gecollimeerde uitstromen van materie en energie die worden gelanceerd vanuit de nabijheid van superzware zwarte gaten. Ze worden waargenomen in een grote verscheidenheid aan astrofysische bronnen, waaronder actieve galactische kernen (AGN), microquasars en gammaflitsen.

Er wordt aangenomen dat de emissie van jets van zwarte gaten synchrotronstraling is, die wordt geproduceerd wanneer relativistische elektronen in een magnetisch veld spiraliseren. Aangenomen wordt dat het magnetische veld in de jets van zwarte gaten wordt gegenereerd door het draaiende zwarte gat zelf.

De helderheid van een straal van een zwart gat hangt af van een aantal factoren, waaronder de massa van het zwarte gat, de aangroeisnelheid op het zwarte gat en de oriëntatie van de straal ten opzichte van de waarnemer. De krachtigste jets van zwarte gaten worden waargenomen in AGN, die worden aangedreven door de aanwas van gas op superzware zwarte gaten.

Jets van zwarte gaten kunnen de kosmische hemel binnendringen over afstanden van honderdduizenden lichtjaren. Dit komt omdat ze erg gecollimeerd zijn en daarom grote afstanden kunnen afleggen zonder verspreid te raken. Het bekendste voorbeeld van een zwart gat-jet is de M87-jet, die zich in de Virgo Cluster van sterrenstelsels bevindt. Het straalvliegtuig M87 is ruim 5000 lichtjaar lang en is een van de helderste objecten aan de röntgenhemel.

Het straalvliegtuig van M87 modelleren:een eerste stap om de onderliggende fysica te begrijpen

Zwart gat jets zijn complexe objecten en hun emissie is nog niet volledig begrepen. Er zijn echter een aantal pogingen gedaan om de M87-jet te modelleren om de onderliggende fysica ervan te begrijpen.

Een van de meest succesvolle modellen van de M87-jet is het "spine-sheath" -model. Dit model verdeelt de jet in twee gebieden:een centrale ruggengraat en een buitenmantel. Aangenomen wordt dat de ruggengraat de plaats is waar de straal wordt versneld, en dat de schede de plaats is waar de straal de meeste straling uitzendt.

Het ruggengraatmodel heeft met succes veel van de waargenomen eigenschappen van de M87-jet kunnen reproduceren, waaronder de helderheid, het spectrum en de variabiliteit. Er zijn echter nog steeds enkele aspecten van de M87-straal die niet volledig worden begrepen, zoals het exacte mechanisme waarmee de straal wordt versneld.

Conclusie

Zwart gat jets zijn fascinerende objecten die een kijkje bieden in de meest extreme omgevingen in het universum. Door jets van zwarte gaten te modelleren, kunnen astronomen meer te weten komen over de fysica van deze objecten en hoe ze bijdragen aan de algehele evolutie van sterrenstelsels.