Afbeelding tegoed: Chandra
Astronomen hebben deze week aangekondigd dat ze de volledige levenscyclus van röntgenstralen uit een zwart gat hebben zien spuwen. De straaljagers reden tot bijna dit jaar met de snelheid van het licht toen ze begonnen te vertragen vanwege interacties met interstellair gas. Soortgelijke stralen zijn afkomstig van superzware zwarte gaten, maar het duurt duizenden jaren om dit proces te doorlopen.
Voor het eerst hebben astronomen de levenscyclus van röntgenstralen vanuit een zwart gat gevolgd. Een reeks afbeeldingen van NASA's Chandra X-ray Observatory heeft onthuld dat naarmate de stralen evolueerden, ze enkele jaren met bijna lichte snelheid reisden voordat ze vertraagden en vervaagden.
"Het zien van deze jets vertragen en verdwijnen is als het kijken naar een time-lapse-film over de opkomst en ondergang van de bronstijd", aldus Stephane Corbel van de Universiteit van Parijs VII en de Franse Commissie voor Atoomenergie in Saclay, hoofdauteur van een paper in het nummer van 4 oktober van het tijdschrift Science. "Aangezien de stralen afkomstig waren van een stellair zwart gat in ons sterrenstelsel, keken we in een paar jaar tijd naar ontwikkelingen die duizenden jaren zouden hebben geduurd rond een superzwaar zwart gat in een ver sterrenstelsel."
Astronomen hebben Chandra en radiotelescopen gebruikt om twee tegengestelde stralen van hoogenergetische deeltjes te observeren die zijn uitgestoten na een uitbarsting, voor het eerst gedetecteerd in 1998 door NASA's Rossi X-ray Timing Explorer, van het dubbelsterrensysteem XTE J1550-564. De röntgenstralen, die een continue bron van triljoenvolt-elektronen nodig hebben om helder te blijven, werden waargenomen met ongeveer de helft van de lichtsnelheid. Vier jaar later zijn ze nu meer dan drie lichtjaar van elkaar verwijderd en vertragen ze. Er is onlangs waargenomen dat een van de jets vervaagt.
"Het uitwerpen van stralen uit stellaire en superzware zwarte gaten komt veel voor in het universum, dus het is uiterst belangrijk om het proces te begrijpen", zegt John Tomsick van de University of California, San Diego, en auteur van een geplande Astrophysical Journal-paper voor publicatie in januari 2003 die het onderzoek beschrijft. "Voor het eerst hebben we een straal waargenomen vanaf de eerste explosie tot hij langzamer ging en vervaagde."
De waarnemingen geven aan dat één straal, de oostelijke straal, beweegt langs een lijn die naar de aarde gekanteld is, terwijl de westelijke straal van de aarde af wijst. Deze uitlijning verklaart waarom de oostelijke straal verder van het zwarte gat lijkt te zijn gereisd dan de westelijke. Met deze uitlijning zou de oostelijke straal echter helderder moeten zijn dan de westelijke, terwijl de westelijke straal eigenlijk driemaal helderder was.
'Dit is een puzzel. Het eenvoudige model voor jets legt niet uit wat we zien ', zegt Philip Kaaret van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, en hoofdauteur van een ander aankomend Astrophysical Journal-artikel over XTE J1550-564. 'Ofwel kan het zwarte gat op de een of andere manier meer energie aan de westelijke straal geven, of die straal is in een dichte wolk terechtgekomen.'
Terwijl stralen door het interstellaire gas ploegen, vertraagt de weerstand van het gas ze, zoals luchtweerstand bewegende objecten op aarde vertraagt. Hoewel wordt aangenomen dat alle jets op deze manier vertragen, markeren de waarnemingen van XTE J1550-564 de eerste keer dat jets zijn gevangen tijdens het vertragen. De waargenomen vertraging onderstreept de waarde van kleine, stellaire zwarte gaten in ons sterrenstelsel voor het bestuderen van vergelijkbare processen die plaatsvinden in verre quasars en actieve galactische kernen.
XTE J1550-564, die ongeveer 17.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is, werd waargenomen met Chandra's geavanceerde CCD-beeldvormingsspectrometer en de High Energy Transmission Grating-instrumenten. Radiogegevens die in dit onderzoek zijn gebruikt, zijn verkregen door de Australia Telescope Compact Array.
NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Ala., Beheert het Chandra-programma voor het Office of Space Science, Washington, en TRW, Inc., Redondo Beach, Californië, is de hoofdaannemer. Het Chandra X-ray Center van het Smithsonian beheert de wetenschap en vluchtactiviteiten vanuit Cambridge, Massachusetts.
Oorspronkelijke bron: Chandra News Release
