De Event Horizon Telescope biedt een ongekende kijk op de plasmastromen
De Event Horizon Telescope zoomde in op de jets die uitbarsten uit het superzware zwarte gat in het centrum van melkwegstelsel Centaurus A (weergegeven in deze composietafbeelding in valse kleuren).
De Event Horizon Telescope breidt zijn portfolio van zwart-gatbeelden uit.
In 2019 onthulde de telescoop de eerste afbeelding van een zwart gat, en onthulde het superzware beest op 55 lichtjaar van de aarde in het centrum van melkwegstelsel M87 (SN: 4/10/19). Die scheve oranje ring toonde de schaduw van het zwarte gat op zijn gloeiende accretieschijf van invallend materiaal. Sindsdien hebben waarnemingen van de Event Horizon Telescope, of EHT, meer gedetailleerde beelden van het zwarte gat van M 87 opgeleverd (SN: 23-09/20). Nu hebben EHT-gegevens nieuwe details onthuld van het superzware zwarte gat in het hart van een sterrenstelsel in de buurt van het onze, genaamd Centaurus A.
In plaats van dichtbij genoeg in te zoomen om de schaduw van het zwarte gat te zien, biedt de nieuwe foto het duidelijkste beeld tot nu toe van de krachtige plasmastralen die uit het zwarte gat losbarsten. Dit perspectief geeft inzicht in hoe superzware zwarte gaten zulke plasmastralen de ruimte in schieten, rapporteren onderzoekers online 19 juli in Natuurastronomie.
“Het is een behoorlijk indrukwekkende prestatie”, zegt radioastronoom Craig Walker over het vastleggen van de nieuwe afbeelding met hoge resolutie. “Deze [jets] zijn enkele van de krachtigste dingen in het universum”, zegt Walker van het National Radio Astronomy Observatory in Socorro, NM, die niet bij het werk betrokken was. Omdat men denkt dat zulke supersnelle plasmastromen invloed hebben op hoe sterrenstelsels groeien en evolueren, willen astronomen graag begrijpen hoe de jets ontstaan (SN: 29-3-19).
Onderzoekers wezen het wereldwijde netwerk van radioschotels die deel uitmaken van de EHT zes uur lang op Centaurus A in april 2017, tijdens dezelfde waarnemingsrun die de eerste foto van een zwart gat opleverde (SN: 4/10/19). Op ongeveer 12 miljoen lichtjaar van de aarde is Centaurus A een van de helderste sterrenstelsels aan de hemel en staat bekend om de enorme jets die worden uitgestoten door het centrale zwarte gat.
“Ze strekken zich uit tot vrijwel de hele schaal van de melkweg”, zegt Michael Janssen, een radioastronoom bij het Max Planck Instituut voor Radioastronomie in Bonn, Duitsland. “Als we radiolicht zouden zien” [with our eyes], en we zouden naar de nachtelijke hemel kijken, dan zouden we deze stralen van Centaurus A zien als een structuur die 16 keer groter is dan de volle maan.”
Met behulp van de EHT gingen Janssen en collega’s in op de basis van die jets, die aan weerszijden van de accretieschijf van het zwarte gat naar buiten gutsen. Het nieuwe beeld is 16 keer zo scherp als eerdere waarnemingen van de jets, waarbij details worden onderzocht met een doorsnede van minder dan één lichtdag – ongeveer vier keer de afstand van de zon tot Pluto. Een van de meest opvallende kenmerken die de afbeelding onthult, is dat alleen de buitenste randen van de jets lijken te gloeien.
“Dat is nog een puzzel”, zegt Janssen. Een mogelijkheid is dat de jets draaien, wat ertoe kan leiden dat materiaal in sommige delen van de jets licht naar de aarde uitstraalt, terwijl andere dat niet doen. Of de jets kunnen hol zijn, zegt Janssen.
Recente waarnemingen van een paar andere sterrenstelsels hebben laten doorschemeren dat de stralen van superzware zwarte gaten aan de randen helderder zijn, zegt Denise Gabuzda, een astrofysicus aan het University College Cork in Ierland, die niet bij het werk betrokken was. “Maar het was moeilijk om te weten of het een gemeenschappelijk kenmerk was, of dat het iets eigenaardigs was aan de weinige die waren waargenomen.”
De nieuwe kijk op het zwarte gat van Centaurus A levert het bewijs dat deze randverheldering gebruikelijk is, zegt Gabuzda. “Het is vrij zeldzaam om de jets te detecteren die in beide richtingen komen, maar op de afbeeldingen van Centaurus A … kun je duidelijk zien dat ze allebei helderder zijn aan de randen.”
De volgende stap is om het EHT-beeld van Centaurus A te vergelijken met computersimulaties op basis van Einsteins algemene relativiteitstheorie, om te testen hoe goed de relativiteitstheorie standhoudt in deze extreme omgeving, zegt Janssen. Het onderzoeken van de polarisatie, of oriëntatie, van de lichtgolven die uit de jets van Centaurus A komen, zou ook de structuur van hun magnetische velden kunnen onthullen – net zoals polarisatie het magnetisme rond het zwarte gat van M 87 onthulde (SN: 24-3-21).
