NASA-visualisatie rondt de bekendste zwarte gatensystemen af

[univers]

Verschillende gevisualiseerde zwarte gatensystemen, waaronder Cygnus X-1 en GRS 1915, vliegen voorbij in deze fantasievolle animatie. Krediet: NASA's Goddard Space Flight Center en Scientific Visualization Studio

Nabijgelegen zwarte gaten en hun stellaire metgezellen vormen een galerij van astrofysische schurken in deze nieuwe NASA-visualisatie.

Sterren geboren met meer dan ongeveer 20 keer de massa van de zon eindigen hun leven als zwarte gaten. Zoals de naam al aangeeft, gloeien zwarte gaten niet vanzelf omdat er niets aan kan ontsnappen, zelfs geen licht. Tot 2015, toen astronomen voor het eerst samensmeltende zwarte gaten ontdekten door de ruimte-tijdrimpelingen die gravitatiegolven worden genoemd , was de belangrijkste manier om deze ebbenhouten raadsels te vinden, ze te zoeken in binaire systemen waar ze in wisselwerking stonden met begeleidende sterren. En de beste manier om dat te doen was door op röntgenfoto's te kijken.


Kom meer te weten over de bekendste zwarte-gatsystemen in onze melkweg en zijn buur, de Grote Magelhaense Wolk. Deze visualisatie presenteert 22 röntgenbinaire systemen die bevestigde zwarte gaten herbergen, allemaal weergegeven op dezelfde schaal en met hun banen met ongeveer 22.000 keer versneld. De weergave van elk systeem weerspiegelt hoe we het vanaf de aarde zien. Sterrenkleuren, variërend van blauwwit tot roodachtig, vertegenwoordigen temperaturen van 5 keer heter tot 45% koeler dan onze zon. In de meeste van deze systemen vormt een stroom materie van de ster een accretieschijf rond het zwarte gat. In andere, zoals het beroemde systeem Cygnus X-1, produceert de ster een forse uitstroom die gedeeltelijk wordt meegesleurd door de zwaartekracht van het zwarte gat om de schijf te vormen. De accretieschijven gebruiken een ander kleurenschema omdat ze zelfs hogere temperaturen hebben dan de sterren. De grootste schijf getoond, behorend tot een binair getal genaamd GRS 1915, overspant een afstand die groter is dan de afstand tussen Mercurius en onze zon. De zwarte gaten zelf worden groter weergegeven dan in werkelijkheid met behulp van bollen die zijn geschaald om hun massa weer te geven.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center en Scientific Visualization Studio

Deze visualisatie toont 22 dubbelsterren van röntgenstraling in ons Melkwegstelsel en zijn naaste buur, de Grote Magelhaense Wolk, die bevestigde zwarte gaten met stellaire massa bevat. De systemen verschijnen op dezelfde fysieke schaal, wat hun diversiteit aantoont. Hun baanbeweging wordt bijna 22.000 keer versneld en de kijkhoeken bootsen na hoe we ze vanaf de aarde zien.

In combinatie met een ster kan een zwart gat op twee manieren materie verzamelen. In veel gevallen kan een gasstroom rechtstreeks van de ster naar het zwarte gat stromen. In andere, zoals het eerste bevestigde zwarte-gatsysteem, Cygnus X-1, produceert de ster een dichte uitstroom die een stellaire wind wordt genoemd, waarvan sommige de intense zwaartekracht van het zwarte gat verzamelt. Tot nu toe is er geen duidelijke consensus over welke modus wordt gebruikt door GRS 1915, het grote systeem in het midden van de visualisatie.

Als het bij het zwarte gat aankomt, gaat het gas in een baan om de aarde en vormt het een brede, afgeplatte structuur die een accretieschijf wordt genoemd. De accretieschijf van GRS 1915 kan meer dan 80 miljoen kilometer uitstrekken, meer dan de afstand tussen Mercurius en de zon. Gas in de schijf warmt op terwijl het langzaam naar binnen spiraalt en gloeit in zichtbaar, ultraviolet en uiteindelijk röntgenlicht.

De sterkleuren variëren van blauwwit tot roodachtig, wat neerkomt op temperaturen van 5 keer heter tot 45% koeler dan onze zon. Omdat de accretieschijven nog hogere temperaturen bereiken, gebruiken ze een ander kleurenschema.

Terwijl de zwarte gaten worden weergegeven op een schaal die hun massa weerspiegelt, zijn ze allemaal veel groter afgebeeld dan in werkelijkheid. Het zwarte gat van Cygnus X-1 weegt ongeveer 21 keer meer dan de zon, maar het oppervlak - de waarnemingshorizon genoemd - beslaat slechts ongeveer 124 kilometer. De extra grote bollen verdoezelen ook zichtbare vervormingen die zouden worden veroorzaakt door de zwaartekrachtseffecten van zwarte gaten.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... le-systems