Ring van koud gas rond Sgr A* in het centrum van ons sterrenstelsel gevonden

Ring van gas rond supermassief zwart gat Sgr A*
ALMA-opname van de ring van koel waterstofgas dat rond het supermassieve zwarte gat in het centrum van ons sterrenstelsel stroomt. De kleuren representeren de beweging van het gas ten opzichte van de Aarde: het rode deel beweegt van ons weg dus deze radiogolven zijn enigszins uitgerekt naar het rode deel van het spectrum. De blauwe kleuren representeren het gas dat richting de Aarde beweegt. Deze radiogolven zijn een beetje in elkaar gedrukt naar het blauwe deel van het spectrum. De kruisdraden bevinden zich op de plek van het zwarte gat. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), E.M. Murchikova; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Nieuwe waarnemingen die met de ALMA zijn gedaan hebben een niet eerder geziene ring van koel interstellair gas aangetoond rond het supermassieve zwarte gat in het centrum van ons sterrenstelsel. Deze nevelachtige schijf geeft astronomen nieuwe inzichten in hoe accretie werkt. Dit is het aanzuigen van materiaal naar het oppervlak van het zwarte gat. De resultaten van dit onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

Tijdens tientallen jaren van onderzoek hebben astronomen een beter beeld ontwikkeld van de chaotische en dichtbevolkte omgeving van het superzware zwarte gat dat zich in het centrum van ons sterrenstelsel bevindt. Ons galactische centrum is ongeveer 26.000 lichtjaar van ons verwijderd. Het supermassieve zwarte gat in dit centrum, we noemen dit Sagittarius A*, heeft een massa van ongeveer 4 miljoen zonsmassa.

We weten dat dit gebied is gevuld met zwervende sterren, wolken interstellair stof en een grote voorraad enorm heet gas maar ook koelere gassen. Men neemt aan dat deze gassen rond het zwarte gat draaien. Ze maken deel uit van een grote uitgestrekte accretieschijf die zich tot enkele tienden van een lichtjaar uitstrekt vanaf de waarnemingshorizon van het zwarte gat.

Tot nu toe waren astronomen echter alleen maar in staat het ijle hete gedeelte van deze stroming van accretiegas waar te nemen. Dit gas vormt een ruwweg ronde stroming en het lijkt erop dat het niet draait. De temperatuur van dit gas wordt geschat op 10 miljoen °C. Dat is ongeveer gelijk aan 2/3de van de temperatuur die heerst in de kern van de Zon. Bij deze temperatuur zendt het gas veel röntgenstraling uit en dat kunnen we met behulp van röntgentelescopen in de ruimte bestuderen. We kunnen in röntgenlicht dit gas waarnemen tot op ongeveer 1/10de lichtjaar van het zwarte gat.

Naast dit hete, gloeiende gas heeft men met eerdere waarnemingen op millimeter golflengtes ook een enorme hoeveelheid relatief kouder waterstofgas (± 10.000 °C heet) aangetroffen op een afstand van een paar lichtjaar van het zwarte gat. De bijdrage van dit koudere gas aan de accretiestroming richting het zwarte gat was voorheen onbekend.

Ofschoon het zwarte gat in het centrum van ons sterrenstelsel relatief rustig is, is de straling er omheen sterk genoeg om er voor te zorgen dat waterstofatomen steeds hun elektronen kwijtraken en weer opnemen. Deze recombinatie zorgt voor een heel specifiek signaal op millimetergolflengtes. Dit signaal bereikt, zonder al te veel verlies, de Aarde.

De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is extreem gevoelig en kon daardoor dit zwakke radiosignaal opvangen en omzetten in de allereerste afbeelding van deze koudere gasschijf die zich slechts 1/100ste van een lichtjaar (ongeveer 1000 Astronomische Eenheden) van het supermassieve zwarte gat bevindt. Deze waarnemingen stelden astronomen in staat om zowel de locatie als de beweging van dit gas in kaart te brengen. De onderzoekers schatten dat de hoeveelheid waterstof in deze koelere schijf een massa van ongeveer 10de van Jupiter heeft. Dat komt overeen met 1/10000ste zonsmassa.

Door het meten van de Dopplerverschuiving konden astronomen duidelijk aantonen dat het gas rond het zwarte gat draait. Deze informatie helpt astronomen bij het beter begrepen op welke manier het zwarte gat materie opslokt en de complexe interacties tussen het zwarte gat en zijn galactische omgeving.

Het supermassieve zwarte gat Sgr A* is het dichtstbijzijnde zwarte gat maar we weten er nog steeds niet heel erg veel over. De nieuwe waarnemingen met de ALMA zullen er hopelijk voor zorgen dat astronomen enkele geheimen van zwarte gate weten te ontrafelen.

 

Bron: nrao.edu

 

Eerste publicatie: 10 juni 2019

 

 




%d bloggers liken dit: