Astronomen ontdekken hete gasbel bij het superzware zwarte gat van de Melkweg

That's one small step for a man, a giant leap for mankind, dat waren de woorden van Neill Armstrong toen hij zijn eerste stap op de maan zette. De ruimte en het universum interesseren ons allemaal, vind hier alles terug over ons zonnestelstel, de NASA, geplande ruimte missies en andere gebeurtenissen die ons allemaal aangaan.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 31556
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Astronomen ontdekken hete gasbel bij het superzware zwarte gat van de Melkweg

Bericht door univers » 22 sep 2022, 16:58

Afbeelding
Stilstaand beeld van het superzware zwarte gat Sagittarius A*, zoals gezien door de Event Horizon Collaboration (EHT), met een illustratie die aangeeft waar de modellering van de ALMA-gegevens de hot spot voorspelt en zijn baan rond het zwarte gat. Credit: EHT Collaboration, ESO/M. Kornmesser (Acknowledgment: M. Wielgus)

Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen tekenen gezien van een ‘hot spot’ die om Sagittarius A* draait, het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Deze ontdekking geeft ons meer inzicht in de raadselachtige en dynamische omgeving van dit superzware zwarte gat.

‘We denken dat we hier een hete gasbel zien die in een baan ter grootte van de omloopbaan van de planeet Mercurius om Sagittarius A* cirkelt, en in slechts ongeveer zeventig minuten een volledige omloop maakt. Dat betekent dat hij met ongeveer dertig procent van de lichtsnelheid beweegt – een verbluffende snelheid!’, aldus Maciek Wielgus van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Duitsland, die het onderzoek leidde waarvan de resultaten vandaag in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd.

De waarnemingen zijn tijdens een campagne van de Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, bedoeld om zwarte gaten in beeld te brengen, gedaan met de radiotelescoop ALMA in de Chileense Andes, die mede-eigendom is van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). In april 2017 koppelde de EHT wereldwijd acht bestaande radiotelescopen, waaronder ALMA, aan elkaar, wat resulteerde in de recent gepresenteerde eerste opname die ooit van Sagittarius A* is gemaakt. Om de EHT-gegevens te kalibreren, gebruikten Wielgus en zijn collega’s, die lid zijn van de EHT Collaboration, ALMA-gegevens die gelijktijdig met de EHT-waarnemingen van Sagittarius A* werden verkregen. Tot verrassing van het team zaten er in de ALMA-metingen meer aanwijzingen over de aard van het zwarte gat verstopt.

Afbeelding
Dit is de eerste foto van Sgr A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Het is het eerste directe visuele bewijs voor het bestaan van dit zwarte gat. De opname is gemaakt door de Event Horizon Telescope (EHT), een netwerk van acht bestaande radiosterrenwachten, verspreid over de hele wereld, die met elkaar zijn verbonden tot één virtuele telescoop ‘ter grootte van de aarde’. De telescoop is genoemd naar de waarnemingshorizon, de grens van het zwarte gat waar voorbij geen licht kan ontsnappen. Hoewel we de waarnemingshorizon zelf niet kunnen zien, omdat hij geen licht kan uitzenden, vertoont het gloeiende gas dat rond het zwarte gat cirkelt wel een karakteristieke signatuur: een donker gebied in het midden (schaduw geheten), omgeven door een heldere ringvormige structuur. De nieuwe opname toont licht dat is afgebogen door de sterke zwaartekracht van het zwarte gat, dat vier miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. De foto van Sgr A* is een gemiddelde van de verschillende opnamen die de EHT Collaboration uit haar waarnemingen van 2017 heeft gedestilleerd. Het EHT-netwerk van radiosterrenwachten dat deze afbeelding mogelijk heeft gemaakt, omvat naast andere faciliteiten ook de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en het Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) in de Atacama-woestijn in Chili, waarvan ESO mede-eigenaar is en waarin namens haar Europese lidstaten samenwerkt. Credit: EHT Collaboration

Bij toeval werden enkele van de waarnemingen gedaan kort nadat een uitbarsting van röntgenenergie was uitgezonden vanuit het centrum van ons sterrenstelsel, die werd opgemerkt door NASA-ruimtetelescoop Chandra. Zulke uitbarstingen, die ook eerder al zijn waargenomen met röntgen- en infraroodtelescopen, worden in verband gebracht met zogeheten ‘hotspots’: hete gasbellen die met hoge snelheid dicht om het zwarte gat cirkelen.

Afbeelding
Deze foto toont de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) die omhoog kijkt naar de Melkweg en de locatie van Sagittarius A*, het superzware zwarte gat het centrum van ons Melkwegstelsel. De afbeelding van Sagittarius A*, gemaakt door de Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, is in het kader uitgelicht. ALMA, gestationeerd in de Atacama-woestijn in Chili, is de gevoeligste van alle sterrenwachten van het EHT-netwerk. De ESO is namens haar Europese lidstaten mede-eigenaar van ALMA. Credit: ESO/José Francisco Salgado (josefrancisco.org), EHT Collaboration

‘Wat echt nieuw en interessant is, is dat zulke vlammen tot nu toe alleen duidelijk te zien waren in röntgen- en infraroodwaarnemingen van Sagittarius A*. Hier zien we voor het eerst een zeer sterke aanwijzing dat ronddraaiende hotspots ook op radiogolflengten waarneembaar zijn,’ zegt Wielgus, die tevens verbonden is aan het Nicolaus Copernicus Astronomisch Centrum in Polen en het Black Hole Initiative van de Harvard Universiteit (VS).

‘Misschien zijn deze op infrarood-golflengten waargenomen hotspots een manifestatie van één en hetzelfde natuurkundige verschijnsel: als infrarood stralende hotspots afkoelen, worden ze vanzelf zichtbaar op langere golflengten, zoals die door ALMA en de EHT worden waargenomen,’ voegt Jesse Vos, die als promovendus aan de Radboud Universiteit bij dit onderzoek betrokken was, daar aan toe.

Al geruime tijd bestond het vermoeden dat de uitbarstingen het gevolg zijn van magnetische interacties in het zeer hete gas dat in een baan rond Sagittarius A* draait, en de nieuwe bevindingen bevestigen dit. ‘We hebben nu sterke aanwijzingen gevonden voor een magnetische oorsprong van deze uitbarstingen en onze waarnemingen geven ons een indicatie van de geometrie van het proces. De nieuwe gegevens zijn uiterst nuttig voor het opbouwen van een theoretische interpretatie van deze gebeurtenissen,’ zegt medeauteur Monika Mościbrodzka van de Radboud Universiteit.

Afbeelding
Deze overzichtsfoto – op zichtbare golflengten – toont de rijke sterrenwolken in het het sterrenbeeld Boogschutter (Sagittarius), in de richting van het centrum van ons Melkwegstelsel. Op de foto zijn enorme aantallen sterren te zien, maar nog veel grotere aantallen sterren gaan schuil achter dichte wolken van stof en zijn alleen op infraroodfoto’s te zien. Deze foto is opgebouwd uit opnamen in rood en blauw licht die gemaakt zijn in het kader van de Digitized Sky Survey 2. Het afgebeelde gebied is ongeveer 3,5 bij 3,6 graden groot. Credit: ESO and Digitized Sky Survey 2.

Met ALMA kunnen astronomen de gepolariseerde radiostraling van Sagittarius A* onderzoeken, die kan worden gebruikt om het magnetische veld van het zwarte gat bloot te leggen. In combinatie met theoretische modellen heeft het team deze waarnemingen gebruikt om meer te weten te komen over de vorming van de hotspot en de omgeving waarin deze is ingebed, met inbegrip van het magnetische veld rond Sagittarius A*. Hun onderzoek legt sterkere grenzen op aan de vorm van dit magnetische veld dan eerdere waarnemingen en helpt astronomen de aard van ons zwarte gat en zijn omgeving te ontraadselen.

De waarnemingen bevestigen enkele van de eerdere ontdekkingen van het GRAVITY-instrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT), dat in het infrarood waarneemt. De gegevens van GRAVITY en ALMA suggereren beide dat de uitbarstingen plaatsvinden in een samenballing van gas die met ongeveer dertig procent van de lichtsnelheid met de klok mee om het zwarte gat draait, waarbij de omloopbaan van de hotspot vrijwel loodrecht op onze gezichtslijn ligt.

Afbeelding]
In deze kaart van het sterrenbeeld Sagittarius (Boogschutter) is de positie van Sagittarius A* rood omcirkeld. Op de kaart staan verder bijna alle sterren die onder goede omstandigheden waarneembaar zijn met het blote oog. Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope

‘In de toekomst zouden we in staat moeten zijn om de hotspots door middel van gecoördineerde waarnemingen met zowel GRAVITY als ALMA op verschillende frequenties te volgen – als deze onderneming slaagt zou dat echt een mijlpaal zijn voor ons begrip van de fysica van de uitbarstingen in het Melkwegcentrum,’ zegt Ivan Marti-Vidal van de Universiteit van València in Spanje, mede-auteur van het onderzoek.

Het team hoopt de rondcirkelende samenballing van gas ook rechtstreeks te kunnen waarnemen met de EHT, om zo steeds dichter bij het zwarte gat te komen en er meer over te leren. ‘Hopelijk kunnen we op een dag met een gerust hart zeggen dat we ‘weten’ wat zich in Sagittarius A* afspeelt,’ besluit Wielgus.


Met behulp van ALMA hebben astronomen een hete gasbel gevonden die met 30% van de lichtsnelheid rond Sagittarius A*, het zwarte gat in het centrum van ons melkwegstelsel, wervelt. Credit: ESO


Deze video toont een animatie van een hotspot, een bel van heet gas, in een baan om Sagittarius A* – een zwart gat dat vier miljoen keer zwaarder is dan onze zon en dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt. Het zwarte gat (centrum) is rechtstreeks in beeld gebracht met de Event Horizon Telescope, maar de gasbel eromheen niet: zijn baan en snelheid zijn afgeleid uit een combinatie van waarnemingen en computermodellen. Het team dat het bewijs voor deze hotspot heeft geleverd – met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin ESO partner is – voorspelt dat de gasbel om het zwarte gat cirkelt op een afstand die slechts ongeveer vijf keer zo groot is als de buitenste begrenzing van het zwarte gat, de zogeheten waarnemingshorizon.
De astronomen voorspellen ook dat de hotspot tijdens zijn draaiing om het zwarte gat afwisselend zwakker en helderder wordt. Bovendien kunnen zij uit hun waarnemingen afleiden dat de gasbel er zeventig minuten over doet om één keer om het zwarte gat te draaien. Dat betekent dat hij met een verbluffende snelheid van dertig procent van de lichtsnelheid beweegt.
Credit: EHT Collaboration, ESO/L. Calçada (Acknowledgment: M. Wielgus)

https://www.eso.org/public/netherlands/ ... 2/?lang=nl
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie