Artistieke visie van de interne stroom van aangroei en een straal uit een superzwaar zwart gat tijdens de periode van actieve voeding (bijvoorbeeld van een onlangs ontplofte ster)
Op 11 november 2014 ontving het wereldwijde netwerk van telescopen signalen van een afstand van 300 miljoen lichtjaar. De gebeurtenis was een explosie van elektromagnetische energie die optrad toen een zwart gat een naderende ster explodeerde. De studie maakte het mogelijk om meer te leren over hoe zwarte gaten materie absorberen en de galactische groei regelen.
Onlangs hebben onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology en de Johns Hopkins University radiosignalen geïdentificeerd van een gebeurtenis die nauw verband houdt met de röntgenstraling van dezelfde uitbraak 13 dagen geleden. Ze geloven dat deze radio-emissies (90% vergelijkbaar met röntgenstralen) niet bij toeval uitkomen. Hoogstwaarschijnlijk staan we voor een gigantische straal van hoogenergetische deeltjes die uit een zwart gat stromen en stellair materiaal absorberen.
Modellen tonen aan dat de voedingssnelheid van het zwarte gat de kracht regelt van de jet die wordt gemaakt. Als het gat vol is, zal de jet krachtig zijn en andersom. Dit is een belangrijk punt, omdat we eerst een jetstream registreerden die werd bestuurd door de kracht van een superzwaar zwart gat.
Wetenschappers hebben lang vermoed dat jets van zwarte gaten worden aangewakkerd door de aanwassnelheid, maar niemand kon deze verbinding in één enkele gebeurtenis observeren. Dit is alleen mogelijk als het zwarte gat kalm is en er een ster naast verschijnt, die een enorme hoeveelheid brandstof weggeeft, waardoor activering wordt geactiveerd.
Discussie
Op basis van theoretische modellen van de evolutie van zwarte gaten en waarnemingen van verre sterrenstelsels, begrijpen onderzoekers wat er gebeurt tijdens een vloedvernietigingsgebeurtenis: wanneer een ster een zwart gat nadert, veroorzaakt de zwaartekracht van de laatste getijdekrachten.
Maar de zwaartekracht van een zwart gat is zo krachtig dat het een ster kan vernietigen door het uit te rekken en af te vlakken. Dientengevolge verandert de ster in regen van puin dat op de aanwasschijf valt.
Dit hele proces creëert kolossale energiesalvo's langs het EM-spectrum, die kunnen worden waargenomen in de optische, UV- en röntgenstralenpolen. De röntgenbron wordt beschouwd als ultrakoud materiaal in de binnenste delen van de aanwasschijf. Optische en UV-stralen verschijnen van het resterende materiaal op de schijf, dat in een zwart gat wordt getrokken.
De onderzoekers wisten dat radiogolven worden gegenereerd door extreem energetische elektronen. Maar de controverse bleef bestaan over waar dit soort elektronen vandaan komen. Sommigen geloven dat op het moment na de stellaire explosie de schokgolf zich naar buiten voortplant en plasmadeeltjes in de omgeving activeert. In dit scenario zal het beeld van de uitgezonden radiogolven radicaal verschillen van de röntgenstralen. Het blijkt dat de vondst het paradigma tart.
Een bewegend patroon
Wetenschappers keken naar de uitbraak van 2014, vastgelegd door het ASASSN-telescoopnetwerk. De gebeurtenis heette ASASSN-14li en bewaakte radiodata gedurende 180 dagen. Ze wisten een duidelijke overeenkomst te vinden met de patronen die eerder werden waargenomen in de röntgeninformatie van dezelfde gebeurtenis. Bovendien bereikte de gelijkenis 90%. Dezelfde fluctuaties in het röntgenspectrum verschenen na 13 dagen in de radioband. Er wordt aangenomen dat de enige manier om te binden het fysieke proces is. De analyse toonde ook aan dat de oppervlakte van het röntgenstralengebied 25 keer groter is dan de zon, en dat het radio-emitterende gebied 400000 keer groter is dan de zonnestraal. Een dergelijke discrepantie duidt op de aanwezigheid van een oorzakelijk verband tussen een klein gebied met röntgenstralen en een groot gebied met radiogolven.
Het team gelooft dat de radiogolven zijn gecreëerd door een straal hoog energetische deeltjes die kort na het absorberen van het stellaire materiaal uit het zwarte gat begonnen te stromen. Vanwege de dichtheid van het straalgebied worden de meeste radiogolven onmiddellijk door andere elektronen geabsorbeerd.
Pas toen de elektronen stroomafwaarts van de jet stroomden, hebben de onderzoekers dit signaal vastgelegd. Dientengevolge, het blijkt dat de straalkracht door de aanwassnelheid (de snelheid moet worden gecontroleerd waarmee het zwarte gat sterresten absorbeert).
De resultaten zullen helpen om de fysica van jetgedrag beter te begrijpen, wat het begrip van galactische evolutie zal beïnvloeden.
