Een nieuwe afbeelding van het superzware zwarte gat M87* toont nooit eerder waargenomen details van materie die in M87* verdwijnt en een bundel van deeltjes en straling die uit de omgeving van het zwarte gat schiet.

Nieuw beeld van een superzwaar zwart gat onthult details over de gloeiende materie die erin verdwijnt en de krachtige stroom van deeltjes en straling die daarbij ontstaat. Het zwarte gat M87* was het eerste zwarte gat dat astronomen enkele jaren geleden rechtstreeks in beeld brachten.

M87* is ongeveer 55 miljoen lichtjaar van ons verwijderd, en bevindt zich in het hart van het sterrenstelsel M87. In 2017 namen de acht telescopen van de Event Horizon Telescope (EHT) de eerste foto van M87*. Die toonde een wazig ogende donutvorm waarop het silhouet van het zwarte gat te zien is tegen een achtergrond van gloeiende materie die erin valt. Die gloeiende materie rondom een zwart gat wordt een accretieschijf genoemd.

Er is meer onderzoek nodig naar het effect van ruimtevaart op het brein
LEES OOK

Er is meer onderzoek nodig naar het effect van ruimtevaart op het brein

Om veilig te ruimtereizen, moeten we in beeld krijgen hoe een leven zonder aardse zwaartekracht de hersenen beïnvloedt, stelt Elisa Raffaella Ferrè.

Dikke donut

Nu heeft een ander onderzoeksteam een netwerk van tien radiotelescopen gebruikt om een nieuw en ander beeld te maken. Hiervoor hebben ze radiostraling met een langere golflengte gebruikt dan de EHT. Daarmee zagen ze een soortgelijke donutvorm, maar dan ongeveer 50 procent breder.

‘Eerlijk gezegd had ik niet verwacht dat we de ring zouden zien met deze waarnemingen. We dachten dat we enkel het buitenste deel van de accretiestroom zouden kunnen zien’, zegt Keiichi Asada van de Academia Sinica in Taiwan.

Omdat deze set telescopen frequenties waarneemt die een derde zijn van die van de EHT, zou het beeld bovendien ongeveer drie keer onscherper moeten zijn. De onderzoekers verwachtten daarom dat de schaduw van het zwarte gat in het centrum te onscherp zou zijn om zichtbaar te zijn.

Sterke wind en deeltjesstroom

In plaats daarvan toonde het beeld het silhouet van het superzware zwarte gat, de accretiestroom én de stroom deeltjes en straling, of jet, die uit het systeem gespoten wordt. Simulaties van het systeem lieten twee verrassingen zien: het deel van de jet dichtbij het zwarte gat is breder dan verwacht op basis van eerdere modellen. En de accretiestroom lijkt een onverwacht sterke wind aan te drijven.

Beeld van het superzware zwarte gat M87* waar materie in verdwijnt en een jet uitspuit. Beeld: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Deze twee verschijnselen kunnen met elkaar samenhangen, maar er zijn meer waarnemingen en simulaties nodig om daar zeker van te zijn. Hoe materie zich precies gedraagt in de buurt van een zwart gat, en hoe deze jets worden aangedreven, is al tientallen jaren een belangrijke vraag in de astrofysica.

Completer beeld

‘We hadden eerder alleen de EHT om de nabije omgeving van het zwarte gat te onderzoeken. Nu hebben we er een meetinstrument bij gekregen’, zegt Asada. ‘Door informatie van de verschillende frequenties te combineren, zullen we de accretiestroom, het binnenste gebied van de jet en het zwarte gat zelf beter kunnen begrijpen.’

Er zijn al plannen om M87* bij een breder frequentiebereik te observeren, waardoor de onderzoekers een nog completer beeld van het zwarte gat en zijn vreemde omgeving kunnen samenstellen.