Een team onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Tübingen in Duitsland heeft een nieuwe theorie ontwikkeld die verklaart hoe zwarte gaten en neutronensterren helderder schijnen dan wat de klassieke natuurkunde zou voorspellen.

De nieuwe theorie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy, suggereert dat de waargenomen helderheid van deze objecten kan worden toegeschreven aan de aanwezigheid van een corona van plasma rond het zwarte gat of de neutronenster. Deze corona wordt verwarmd tot extreem hoge temperaturen als gevolg van de zwaartekrachtinteracties met het zwarte gat of de neutronenster, waarbij röntgen- en gammastraling wordt uitgezonden.

Vroeger werd gedacht dat deze objecten voornamelijk straling uitzonden via thermische processen, zoals de emissie van thermische fotonen vanaf het oppervlak. De nieuwe theorie suggereert echter dat niet-thermische processen, zoals de versnelling van deeltjes in de corona, een cruciale rol spelen bij het produceren van de waargenomen helderheid.

De aanwezigheid van een corona rond zwarte gaten en neutronensterren wordt ondersteund door waarnemingen van telescopen, waaronder NASA's Chandra X-ray Observatory en de XMM-Newton-satelliet van de European Space Agency. Deze waarnemingen hebben het bestaan ​​van röntgen- en gammastraling van deze objecten onthuld, wat niet volledig kan worden verklaard door thermische processen alleen.

De corona wordt tot hoge temperaturen verwarmd via een proces dat magnetische herverbinding wordt genoemd, waarbij magnetische velden op elkaar inwerken en enorme hoeveelheden energie vrijkomen. Dit proces genereert een heet, diffuus plasma dat straling uitzendt in de röntgen- en gammastralingsbanden. De energie voor magnetische herverbinding komt van de rotatie-energie van het zwarte gat of de neutronenster.

De theorie heeft implicaties voor het begrijpen van de fysica van zwarte gaten en neutronensterren en de processen die hun emissie aandrijven. Het zou ook de waargenomen helderheid van andere compacte objecten, zoals witte dwergen en actieve galactische kernen, kunnen helpen verklaren.

Verdere observaties zijn nodig om de nieuwe theorie te valideren en een dieper inzicht te krijgen in de processen die verantwoordelijk zijn voor de helderheid van zwarte gaten en neutronensterren. De komende lanceringen van telescopen van de volgende generatie, zoals de James Webb Space Telescope en het Athena X-ray Observatory, zullen naar verwachting waardevolle inzichten verschaffen in deze fascinerende objecten.