Het enorme zwarte gat in het hart van ons sterrenstelsel had twee eeuwen geleden een stevige uitbarsting. Dat geeft aan dat dit zwarte gat, Sagittarius A*, niet zo’n slaapkop is als hij lijkt.

Het superzware zwarte gat in het midden van de Melkweg is momenteel rustig aan het slapen. Maar slechts 200 jaar geleden had Sagittarius A* (Sgr A*) nog een flinke uitbarsting van röntgenstraling. Dat ontdekten astronomen door de sporen van deze uitbarsting in omringende gaswolken te meten.

Tijdens de eruptie was de röntgenstraling die bij Sgr A* vandaan beweegt minstens een miljoen keer zo krachtig als nu. Dat is vergelijkbaar met een vuurvliegje dat plotseling zo helder wordt als de zon, meldt het Franse Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS) in een persbericht.

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.

Het was al bekend dat sommige wolken van gas en stof in de omgeving van Sgr A* opvallend veel röntgenstraling uitzenden. Nu heeft astronoom Frédéric Marin van het CNRS met collega’s achterhaald dat die straling oorspronkelijk afkomstig is van Sgr A*. Het resultaat is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.

Boer

Superzware zwarte gaten slokken alles op wat bij ze in de buurt komt – van stof tot hele sterren en planeten. Zulke objecten worden vóór het opslokken door een zwart gat verscheurd en verhit. Daarbij stoten ze röntgenstraling uit. Het is dan net alsof de duistere slokop tijdens het eten een boer laat.

Wanneer de straling naburige gas- en stofwolken tegenkomt, nemen die een deel daarvan op om de straling vervolgens weer in alle richtingen uit te zenden. Zo kun je via de straling van die wolken een soort echo van de uitbarsting waarnemen, ook als de uitbarsting zelf al lang voorbij is.

Met de IXPE-satelliet van NASA maten de astronomen de polarisatie, oftewel de trillingsrichting, van de röntgenstraling die de wolken rond Sgr A* uitzenden. Daaruit leidden ze af dat die straling precies uit de richting van het zwarte gat is gekomen. Op basis van de afstand tussen de wolken en de duistere bron concluderen ze dat de straling zo’n twee eeuwen geleden is opgewekt.

De uitbarsting van Sgr A* veroorzaakte een golf van röntgenstraling die zich via gas- en stofwolken over de omgeving verspreidde. De kracht van de straling is hier omgezet in een geluidssignaal, 51 octaven lager dan de ware frequentie van de straling. Video: NASA/CXC/SAO/IXPE.

Vreetbui

Een superzwaar zwart gat dat veel materiaal opslokt en daardoor veel röntgenstraling uitzendt, wordt gezien als actief – net zoals een vulkaan actief kan zijn. Wanneer zo’n zwart gat vrijwel alles in zijn directe omgeving heeft opgepeuzeld, neemt zijn activiteit drastisch af. ‘Net als een beer die in winterslaap gaat, nadat hij alles om zich heen heeft verscheurd’, zegt Marin tegen persbureau AFP.

Sgr A* is zo’n slapende reus. Maar 200 jaar geleden is hij dus toch nog even wakker geworden. Vermoedelijk heeft hij toen wat materiaal opgeknabbeld dat te dicht in de buurt was gekomen. De vreetbui duurde enkele maanden tot een jaar. Het is onbekend waaruit de snack bestond.

Foto

Sgr A* bevindt zich in het midden van de Melkweg, op zo’n 27 duizend lichtjaar afstand van de aarde. Het zwarte gat is ongeveer vier miljoen keer zo zwaar als de zon.

In 2022 is Sgr A* als tweede zwarte gat ooit op de foto gezet. Aan deze foto kun je zien dat het een slapend zwart gat is: er draait weliswaar materiaal omheen, maar je ziet geen grote golf van straling die erbij vandaan spuit, zoals bij actieve exemplaren. Als we de foto 200 jaar eerder hadden gemaakt, had hij er wellicht heel anders uitgezien.

sagittarius A*
De eerste foto van Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het midden van de Melkweg. Beeld: EHT.

Met meer van dit soort metingen aan omringende gaswolken hopen astronomen te achterhalen hoe vaak Sgr A* de afgelopen tijd uit zijn slaap is ontwaakt en hoe krachtig zijn vroegere uitbarstingen waren. Dat geeft inzicht in de oorsprong en ontwikkeling van superzware zwarte gaten.

Een van de raadsels in de huidige sterrenkunde is hoe dergelijke zwarte gaten aan hun gigantische massa komen. Daarvoor moeten ze perioden hebben waarin ze enorm veel materiaal opslokken. Ook Sgr A* moet ooit zulke roerige tijden hebben gekend.

Terug in de tijd
Je zou kunnen beargumenteren dat de uitbarsting van Sgr A* veel langer dan 200 jaar geleden plaatsvond. Het zwarte gat bevindt zich immers zo’n 27.000 lichtjaar bij ons vandaan, dus heeft alle straling die we uit zijn omgeving meten er tienduizenden jaren over gedaan om hier te komen. In feite zien we Sgr A* en alles eromheen daarom zoals het er tienduizenden jaren geleden uitzag. Maar omdat het heel onhandig is om telkens rekening te houden met deze vertraging, stellen astronomen doorgaans dat alles wat we nú meten, ook nú aan het gebeuren is. De uitbarsting van Sgr A* hadden we 200 jaar geleden rechtstreeks kunnen waarnemen, dus vond die 200 jaar geleden plaats.