Space Research Organization Netherlands (SRON)
05 september 2002
Ruimteonderzoekers zien kosmische kettingbotsingen
Een zwart gat in onze Melkweg stoot elke paar minuten 'kogels' van gas
uit die elkaar na maanden weer inhalen en botsen. Dat ontdekte Mariano
Mendez van SRON samen met Simone Migliari en Rob Fender van de
Universiteit van Amsterdam (UvA) door waarnemingen met de
NASA-röntgensatelliet Chandra.
'Net als op de autosnelweg, is het universum vol gevaren' , aldus
Simone Migliari, astronoom aan de Universiteit van Amsterdam (UvA) en
eerste auteur van het desbetreffende artikel dat op 6 september zal
verschijnen in het vakblad Science. ' Bellen gas raken bij snelheden
van meer dan 150 miljoen kilometer per uur betrokken in
kettingbotsingen!'
De onderzoekers deden waarnemingen aan de röntgenbron SS433, een
dubbelster waarvan een van de partners een zwart gat is. Ze
detecteerden twee lobben van heet gas met temperaturen rond de 50
miljoen graden, die elk ongeveer een kwart lichtjaar aan weerszijden
van de dubbelster uitstaken.
Chandra opname van de omgeving van het zwarte gat
Politiesirene
Een cruciale ontdekking was de 'vingerafdruk' in de röntgenstraling
van zeer snel bewegende ijzer-atomen. De energie van deze
röntgenstraling was in twee richtingen verschoven door het
Doppler-effect - hetzelfde proces dat er voor zorgt dat een
politiesirene van toonhoogte verandert als hij voorbij rijdt.
Meting van deze verschuiving leidde tot de conclusie dat het gas in
twee 'jets' in tegengestelde richtingen aan het zwarte gat ontsnapt
met een kwart van de lichtsnelheid (= 75.000 kilometer per seconde).
De oostelijke jet is schuin naar de aarde gericht, de westelijke
schuin er van af.
Dat de lobben met heet gas ook op grote afstand van het zwarte gat nog
te detecteren waren, was een verrassing. In eerdere waarnemingen met
Chandra en de Hubble ruimtetelescoop leek het gas snel af te koelen
zodra het aan het zwarte gat ontsnapte en expandeerde. De voorspelling
was dan ook dat het hete gas niet verder dan een paar miljoen
kilometer (minder dan een honderdduizendste lichtjaar) van het zwarte
gat te vinden zou zijn.
De Chandra ruimtetelescoop
De nieuwe waarnemingen bewijzen dat het expansie-koelingsmodel niet
werkt. Het gas moet wel opnieuw verhit worden, waarschijnlijk doordat
bellen gas met een zeer hoge snelheid de tragere inhalen en daar
achterop botsen.Zo'n model wordt gesteund door lange-termijn optische
observaties, waaruit blijkt dat 'kogels' van gas iedere paar minuten
uit de omgeving van het zwarte gat worden uitgestoten. Zo'n kogel
vliegt dan enige maanden lang ongehinderd naar buiten, totdat hij van
achteren op een trager exemplaar botst. Die plotselinge opeenhoping
warmt het gas opnieuw op. Er staan nieuwe Chandra-waarnemingen op
stapel om dit model te testen.
De waarnemingen aan SS 433 zijn gedaan met de Advanced CCD Imaging
Spectrometer (ACIS) op 27 juni 2000, met een totale belichtingstijd
van 9.600 seconden. Nederland heeft ook een belangrijke instrumentele
bijdrage geleverd aan Chandra: SRON was verantwoordelijk voor de bouw
van een ring van tralies die het mogelijk maakt kosmisch röntgenlicht
tot in detail uiteen te rafelen.
Links:
* de Chandra pagina van SRON