Nieuwe afbeeldingen van NASA's Chandra X-Ray Observatory tonen de omgeving rond het superzware zwarte gat in het hart van M87, een nabijgelegen gigantisch elliptisch sterrenstelsel. Deze lussen zijn het bewijs van periodieke uitbarstingen nabij het superzware zwarte gat, die schokgolven door het omringende gas sturen. Deze uitbarstingen vinden om de paar miljoen jaar plaats en voorkomen dat het gas in de cluster afkoelt om sterren te creëren.
Bij de Chandra X-ray Observatory van NASA is een gigantische sonische knal gevonden die wordt gegenereerd door een superzwaar zwart gat, samen met bewijs voor een kakofonie van diep geluid.
Deze ontdekking werd gedaan met behulp van gegevens van de langste röntgenobservatie ooit van M87, een nabijgelegen gigantisch elliptisch stelsel. M87 is centraal gelegen in de Maagd-cluster van sterrenstelsels en staat erom bekend een van de grootste zwarte gaten van het heelal te herbergen.
Wetenschappers hebben lussen en ringen gedetecteerd in het hete, röntgenstralende gas dat de cluster doordringt en de melkweg omringt. Deze lussen leveren bewijs voor periodieke uitbarstingen die plaatsvonden in de buurt van het superzware zwarte gat en die veranderingen in druk of drukgolven veroorzaken in het clustergas dat zich als geluid manifesteerde.
"We kunnen zien dat er gedurende het grootste deel van de levensduur van het heelal veel diepe en verschillende geluiden door dit cluster rommelen", zegt William Forman van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
De uitbarstingen in M87, die om de paar miljoen jaar plaatsvinden, voorkomen dat het enorme gasreservoir in de cluster afkoelt en veel nieuwe sterren vormt. Zonder deze uitbarstingen en resulterende verwarming zou M87 niet het elliptische sterrenstelsel zijn dat het nu is.
"Als dit zwarte gat niet al dit lawaai maakte, had M87 een heel ander type melkwegstelsel kunnen zijn", zei teamlid Paul Nulsen, ook van de CfA, "mogelijk een enorm spiraalvormig sterrenstelsel dat ongeveer 30 keer helderder is dan de Melkweg Manier."
De uitbarstingen ontstaan wanneer materiaal naar het zwarte gat valt. Terwijl de meeste materie wordt ingeslikt, werd een deel ervan met geweld uitgeworpen in stralen. Deze jets worden gelanceerd vanuit gebieden dicht bij het zwarte gat (licht en geluid kunnen niet ontsnappen uit het zwarte gat zelf) en duwen in het gas van de cluster, waardoor holtes en geluid worden gegenereerd die zich vervolgens naar buiten voortplanten.
Chandra's M87-waarnemingen geven tot nu toe ook het sterkste bewijs van een schokgolf veroorzaakt door het superzware zwarte gat, een duidelijk teken van een krachtige explosie. Deze schokgolf verschijnt als een bijna cirkelvormige ring van hoogenergetische röntgenstralen met een diameter van 85.000 lichtjaar en gecentreerd op het zwarte gat.
Andere opmerkelijke kenmerken zijn voor het eerst te zien in M87, waaronder smalle filamenten van röntgenstraling - zo'n meer dan 100.000 lichtjaar lang - die het gevolg kunnen zijn van heet gas dat door magnetische velden wordt ingevangen. Ook wordt een grote, voorheen onbekende holte in het hete gas, gecreëerd door een uitbarsting uit het zwarte gat ongeveer 70 miljoen jaar geleden, gezien in het röntgenbeeld.
"Sommige van wat we zien, zoals de schokgolf, kunnen we uitleggen met leerboekfysica", zegt teamlid Christine Jones, ook van de CfA. 'Maar andere details, zoals de filamenten die we vinden, laten ons aan ons hoofd krabben.'
Er is geluid gedetecteerd uit een ander zwart gat in de Perseus-cluster, waarvan werd berekend dat het een noot had die ongeveer 57 octaven onder het midden C ligt. Het geluid in M87 lijkt echter meer discordant en complexer. Een reeks lussen met een ongelijkmatige tussenruimte in het hete gas geeft ongeveer elke 6 miljoen jaar tekenen van kleine uitbarstingen vanuit het zwarte gat. Deze lussen impliceren de aanwezigheid van geluidsgolven, niet zichtbaar in het Chandra-beeld, die ongeveer 56 octaven onder het midden C liggen. De aanwezigheid van de grote holte en de sonische knal geeft het bewijs voor nog diepere tonen - 58 of 59 octaven onder het midden C - aangedreven door grote uitbarstingen.
Deze nieuwe resultaten op de M87 werden gepresenteerd tijdens de bijeenkomst van de High Energy Astrophysics Division in San Francisco. NASA's Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Beheert het Chandra-programma voor de Science Mission Directorate van het agentschap. Het Smithsonian Astrophysical Observatory bestuurt de wetenschap en vluchtoperaties vanuit het Chandra X-ray Center, Cambridge, Mass.
Aanvullende informatie en afbeeldingen zijn beschikbaar op: http://chandra.harvard.edu en http://chandra.nasa.gov
Oorspronkelijke bron: Chandra News Release
