Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
quasar

Zwarte gaten verschillen van elkaar als een mier en een olifant. Toch produceren ze op dezelfde manier jets: bundels straling en ultra-snelle geladen deeltjes. Daar moet een gemeenschappelijk mechanisme achter zitten, maar welk is nog onbekend.

 

Een gammaflits en een quasar zijn in artist's impressions van de Nasa of van de Eso niet of nauwelijks van elkaar te onderscheiden, hoewel de ‘motor’ van het verschijnsel, een zwart gat, in het eerste geval miljoenen keren lichter is dan in het laatste. Dat hebben die illustrators goed geraden, volgens onderzoek van Amerikaanse astronomen, deze week in Science.

In het heelal komen zwarte gaten voor die qua massa verschillen als een mier en een olifant. Stellaire zwarte gaten ontstaan uit het ineenstorten van één ster, en wegen vijf tot twintig keer zo veel als de zon. In het centrum van een sterrenstelsel, daarentegen, huist meestal – wellicht altijd – een superzwaar zwart gat van miljoenen tot miljarden zonsmassa’s. Het is onbekend of die al vlak na de Oerknal zijn ontstaan of geleidelijk zijn uitgegroeid tot hun monsterlijke omvang door steeds meer sterren op te slokken.

Het verschil in afmeting is nog groter. Een zwart gat van vijf zonsmassa’s heeft een diameter van maar dertig kilometer, terwijl een zwart gat van twee miljard zonsmassa’s nog net in de baan van Pluto om de zon past. Onlangs nog is een zwart gat van 17 miljard zonsmassa’s ontdekt.
Een team van Amerikaanse astronomen heeft nu van een zo groot mogelijke diversiteit aan zwarte gaten de energieproductie geïnventariseerd, en ontdekt dat die aan een simpele schaalwet voldoet; in een bepaald opzicht zijn ze allemaal hetzelfde.
Zwarte gaten zelf zijn zoals bekend onzichtbaar, maar als ze gas, stof of hele sterren opslokken, ontsnapt een deel van deze materie op het laatste moment aan hun greep in de vorm van twee jets: bundels deeltjes en straling die in tegenovergestelde richting met (bijna) de lichtsnelheid worden uitgestoten.

Afhankelijk van de grootte van het zwarte gat, z'n directe omgeving en de richting waarin wij tegen de jets aankijken, staan zulke objecten bekend als microquasars, gammaflitsers, quasars, blazars, radiosterrenstelsels of BL Lacertae objecten.
In al deze gevallen, zo ontdekten de astronomen, vertegenwoordigt gammastraling ongeveer 3% van de energieproductie, terwijl de rest vrijkomt in de vorm van snelle elektronen en andere geladen deeltjes. Dat is voor theoretici van belang, omdat over het precieze mechanisme waardoor invallende materie op de rand van een zwart gat wordt omgezet in een bundel hoog-energetische deeltjes en straling nog veel onduidelijk is.

A Universal Scaling for the Energetics of Relativistic Jets from Black Hole Systems,
R. Nemmen e.a., Science, 13 december 2012