Afbeelding tegoed: Harvard CfA
De meeste sterrenstelsels, waaronder de Melkweg, zijn gevuld met gigantische gas- en stofwolken, nevels genaamd, die als donkere silhouetten tegen de sterrenhemel verschijnen. Nevels schijnen alleen wanneer ze worden verlicht of opgewonden door nabijgelegen energiebronnen.
Meestal is de energiebron een of meer sterren. Maar vandaag op de 204e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Denver, Colorado, kondigde de Smithsonian-astrofysicus Philip Kaaret (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) aan dat één nevel wordt verlicht door röntgenstralen vanuit een zwart gat. Bovendien suggereert de helderheid van de nevel dat de röntgenbron een zwart gat met een gemiddelde massa kan zijn dat vele malen groter is dan de meeste stellaire zwarte gaten.
Deze verrassende vondst biedt slechts het tweede bekende voorbeeld van een door een zwart gat verlichte nevel, na LMC X-1 in de Grote Magelhaense Wolk, en het eerste voorbeeld van een nevel die wordt aangedreven door een zwart gat met tussenliggende massa.
“Astronomen worden altijd enthousiast over nieuwe dingen, en deze nevel is zeker iets nieuws. Vinden dat het is alsof je de eerste keer dat je poker speelt een royal flush krijgt - het is zo zeldzaam '', zei Kaaret.
Oorspronkelijk ontdekt door Manfred Pakull en Laurent Mirioni (Universiteit van Straatsburg), bevindt de nevel zich op 10 miljoen lichtjaar afstand in het dwerg onregelmatige sterrenstelsel Holmberg II. Twee jaar geleden merkten Pakull en Mirioni op dat het geassocieerd leek te zijn met een ultraluminische röntgenbron.
Door waarnemingen van NASA's Hubble-ruimtetelescoop en Chandra X-ray Observatory te combineren met die van ESA's XMM-Newton-ruimtevaartuig, hebben Kaaret en zijn collega's, Martin Ward (University of Leicester) en Andreas Zezas (CfA), de röntgenbron bij de midden van de nevel. Bovendien verspreidt de mysteriebron röntgenstralen met een enorme snelheid en schijnt een miljoen keer helderder in röntgenstralen dan de zon schijnt op alle golflengten van licht samen.
De waarnemingen van Kaaret en zijn medewerkers geven aan dat die röntgenstralen worden gegenereerd door een zwart gat dat materie opslokt van een jonge, massieve begeleidende ster met een snelheid van ongeveer één aardmassa om de vier jaar. Dat bescheiden aanwaspercentage is voldoende om een enorme 100 lichtjaar brede strook van de omringende nevel te ioniseren en te verlichten.
De röntgenstraling geeft een belangrijke aanwijzing voor de aard van het zwarte gat. Sommige astronomen hebben gesuggereerd dat röntgenstralen van de bron in Holmberg II en vergelijkbare heldere bronnen als een zoeklicht in de richting van de aarde worden gestraald. Door een dergelijke bundeling zou de röntgenbron helderder lijken dan hij in werkelijkheid is, waardoor het zwarte gat groter lijkt dan het in werkelijkheid is.
De gegevens van Kaaret zijn in tegenspraak met die opvatting, maar laten zien dat het zwarte gat in Holmberg II röntgenstralen gelijkmatig in alle richtingen uitzendt. Daarom suggereert zijn helderheid dat het groter moet zijn dan welk stellair zwart gat in ons eigen sterrenstelsel dan ook, met een gewicht van meer dan 25 keer de massa van de zon en waarschijnlijk meer dan 40 zonsmassa's. Dat zou het een zwart gat met een "gemiddelde massa" noemen.
"Het is niet eenvoudig om uit te leggen hoe zwarte gaten met gemiddelde massa ontstaan. Aangezien we maar een paar voorbeelden hebben om te bestuderen, is elke nieuwe vondst belangrijk ”, aldus Kaaret.
Dit onderzoek zal worden gepubliceerd in een paper met co-auteur door Kaaret, Ward en Zezas in een aankomend nummer van de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), met hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts, is een gezamenlijke samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory. CfA-wetenschappers, georganiseerd in zes onderzoeksdivisies, bestuderen de oorsprong, evolutie en het uiteindelijke lot van het universum.
Oorspronkelijke bron: Harvard CfA News Release
