Je leest:

Zwart gat eet ster voor de ogen van astronomen

Zwart gat eet ster voor de ogen van astronomen

Nog nooit werd dit proces live waargenomen

Sterrenkundigen hebben voor het eerst een ‘gulzig’ zwart gat op heterdaad betrapt. Dankzij de gecombineerde waarnemingen van drie ruimtetelescopen volgde een groep met Nederlandse onderzoekers voor het eerst in detail, en vanaf het begin, een ster die door een superzwaar gat werd verscheurd en opgeslokt. De waarnemingen bevestigen de theorie dat superzware zwarte gaten slordige eters zijn.

Het was voor het eerst in tien jaar dat sterrenkundigen zo dicht bij onze Melkweg een ster uit elkaar getrokken zagen worden door een zwart gat. En dan niet op een archieffoto van de sterrenhemel, zoals voorheen, maar als in een film. De onderzoeksresultaten verschenen op 22 oktober in wetenschappelijk tijdschrift Nature.

Impressie van het zwarte gat dat een ster verslindt.
ESA/C. Carreau

“We hebben door de jaren heen wel aanwijzingen gevonden voor een handjevol door zwarte gaten verscheurde sterren en op basis daarvan een paar ideeën uitgewerkt over wat er zich dan afspeelt,” zegt onderzoeksleider Jon Miller van de Universiteit van Michigan. “Maar dit is onze beste kans om echt goed te begrijpen wat er gebeurt wanneer een ster te dicht bij een zwart gat komt.”

De sterrenkundigen deden hun waarnemingen met de ruimtetelescopen Chandra, Swift Gamma Ray Explorer (beide NASA) en XMM-Newton (ESA). De ‘moordaanslag’ op de ster (ASASSN-14li genoemd, te lezen als assassin, het Engelse woord voor huurmoordenaar) werd gepleegd door een superzwaar zwart gat in het centrum van sterrenstelsel PGC 043234. Dit zwarte gat ligt ongeveer 290 miljoen lichtjaar van de aarde en is een paar miljoen keer zo zwaar als onze zon.

Röntgenflits

De waarnemingen van ASASSN-14li bevestigen dat het zwarte gat meteen na het verscheuren de resten van de ster naar zich toetrekt met zijn extreme zwaartekracht. Door dit proces wordt het restmateriaal verhit, wat enorm veel röntgenstraling produceert. Snel na deze röntgenflits begint een deel van het restmateriaal in het zwarte gat te vallen, waarna de intensiteit van het licht afneemt.

Sterrenstelsel PGC 043234.
Sloan Digital Sky Survey

De onderzoekers stelden vast dat de röntgenflits afkomstig is van materiaal dat zich heel dichtbij het zwarte gat bevindt of in de kleinst mogelijke stabiele baan om het zwarte gat draait. Uit een analyse van de röntgenflits op verschillende golflengtes kwam naar voren dat het zwarte gat wordt omringd door een materieschijf waaruit in hoog tempo materiaal naar het zwarte gat toevalt.

Winderig

“Het zwarte gat verscheurt de ster en begint het stermateriaal snel op te slokken. Maar dat is niet het einde van het verhaal,” zegt de bij het onderzoek betrokken astronoom van het Netherlands Institute for Space Research (SRON) Jelle Kaastra. “Het zwarte gat raakt op een gegeven moment verzadigd (er kan maar een bepaalde hoeveelheid materie in één keer worden opgeslokt – red.) en spuwt dan een deel van het invallende materiaal uit.”

Dat uitspuwen gebeurt in de vorm van een soort ‘wind’ die zich relatief langzaam van het zwarte gat af beweegt. Zo’n wind wordt ook in andere sterrenstelsels gezien. De röntgendata laten echter zien dat de wind niet voldoende snelheid heeft om te ontsnappen aan de aantrekkingskracht van het zwarte gat. Dit kan erop wijzen dat het hier gaat om gas van de verscheurde ster. Dat zich vanuit ons gezichtspunt van het zwarte gat vandaan beweegt maar in werkelijkheid in een baan om het zwarte gat draait. Dit gas gaat deel uitmaken van de nieuw gevormde materieschijf rond het zwarte gat.

Animatie van de vorming van een materieschijf rond een zwart gat.

“We zijn echt geluksvogels dat we met onze telescopen bovenop het begin van de sterscheuring zitten en dat we het proces zo gedetailleerd konden volgen,” zegt onderzoeker Jelle de Plaa van SRON. “Sterscheuringen zijn moeilijk te zien en als we ze al zien is dat meestal achteraf: het proces neemt meestal niet meer dan een tot twee jaar in beslag: op kosmische schaal is dat een oogwenk. Daarom is dit onderzoek zo belangrijk. Door zwarte gaten verscheurde sterren zijn geweldige laboratoria voor onderzoek naar het effect van ongelooflijk sterke zwaartekracht.”

Bron

  • Miller, J. et al., Flows of X-ray gas reveal the disruption of a star by a massive black hole, Nature (22 oktober 2015), DOI:10.1038/nature15708
Dit artikel is een publicatie van SRON Netherlands Institute for Space Research.
© SRON Netherlands Institute for Space Research, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 27 oktober 2015

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.