Er gebeurt veel in het centrum van ons sterrenstelsel. In die geestverruimende buurt, waar de wetten van de fysica ondoorgrondelijk zijn uitgerekt, hebben astronomen een ring van koel gas ontdekt.
Boogschutter A-Star of Sag. Kortom, A * is 26.000 lichtjaar verwijderd van de aarde en is ongeveer 4 miljoen keer zo zwaar als onze zon. Al die massa betekent overweldigende zwaartekrachtenergie trekt materiaal naar A *. Maar voordat materiaal wordt aangezogen, over de ontluchtingshorizon, bevindt het zich in een roterende accretieschijf.
Astronomen weten hier al een tijdje alles van. Sag. A * is een heldere röntgenbron, omdat het materiaal in de schijf is gecomprimeerd en verwarmd, waardoor het röntgenstralen afgeeft. Het is niet alleen verwarmd; het is superverwarmd tot 10 miljoen graden Celsius (18 miljoen graden Fahrenheit.) Röntgenobservatoria in de ruimte hebben dit alles tot ongeveer een tiende van het lichtjaar vanuit het gat zelf kunnen waarnemen.
Maar er is ook een enorme hoeveelheid 'koud' waterstofgas binnen een paar lichtjaren van het gat. Dit gas is alleen koud in vergelijking met het andere gas. Het is ongeveer 10.000 graden Celsius (18.000 graden Fahrenheit.) Welke bijdrage aan het zwarte gat-milieu dit koelere gas leverde, was onbekend. Tot nu toe in ieder geval.
'We hopen dat deze nieuwe ALMA-waarnemingen het zwarte gat zullen helpen enkele van zijn geheimen prijs te geven.'
Elena Murchikova, hoofdauteur van de paper, astrofysicus bij Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey.
Nu heeft een nieuwe studie met de Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter Array (ALMA) ons ons eerste beeld gegeven van dit koude gaslichaam. Hun paper over dit werk verschijnt in het nummer van 6 juni van Nature. Dit is hoe ze het deden.
Er is voldoende straling nabij het centrum van de melkweg om ervoor te zorgen dat waterstofatomen hun elektronen verliezen. Daarna herwinnen ze ze weer, in een doorlopende cyclus. Daarbij laat de recombinatie energie vrij in een bepaald millimetergolflengtesignaal. Dit signaal kan helemaal naar de aarde reizen met heel weinig signaalverlies.
ALMA is een zeer fijne machine, krachtig en gevoelig, en kan afstemmen op dit specifieke signaal. Astronomen gebruikten die kracht en gevoeligheid om het allereerste beeld van de schijf van koel gas te produceren op een afstand van slechts een honderdste lichtjaar van Sag. EEN*. Met hun waarnemingen konden astronomen de locatie van deze wolk in kaart brengen en ook de beweging ervan volgen. Ze maten ook de grootte van de waterstofwolk en deze bevat ongeveer een tiende van de massa van Jupiter, of een tienduizendste van de massa van de zon.
"We waren de eersten die deze ongrijpbare schijf in beeld brachten en de rotatie ervan bestudeerden."
Elena Murchikova, hoofdauteur van de paper, astrofysicus bij Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey.
Het Doppler-effect speelt ook een rol. Terwijl het signaal van de waterstofrecombinatie naar de aarde reist, verschuift de frequentie naar het blauwere deel van het spectrum. Door die verschuivingen in kaart te brengen, konden de astronomen zien dat de gasring rond het zwarte gat draait.
Omdat de omgeving rond een zwart gat zo chaotisch is, kost het veel werk om alles te begrijpen wat daar gebeurt. Deze informatie zal wetenschappers helpen die omgeving te begrijpen en hoe een zwart gat materie verbruikt.
"We waren de eersten die deze ongrijpbare schijf in beeld brachten en de rotatie ervan bestudeerden", zegt Elena Murchikova, een lid van de astrofysica aan het Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, en hoofdauteur van het artikel. 'We tasten ook aangroei aan op het zwarte gat. Dit is belangrijk omdat dit ons dichtstbijzijnde superzware zwarte gat is. Toch hebben we nog steeds geen goed begrip van hoe de aanwas werkt. We hopen dat deze nieuwe ALMA-waarnemingen het zwarte gat zullen helpen enkele van zijn geheimen prijs te geven. ”
Bronnen:
- Persbericht: Cool, Nebulous Ring rond het superzware zwarte gat van de Melkweg
- Research Paper: Een coole accretieschijf rond het zwarte gat van het Galactic Center
- ALMA-website
