Onder leiding van David Bogensberger van de Universiteit van Michigan (VS) hebben astronomen meer dan twintig jaar aan gegevens van NASA’s röntgen-ruimtetelescoop Chandra doorgespit om aan te tonen dat er nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen te doen zijn rond zwarte gaten. Bij het onderzoek is met name gekeken naar de bundel of jet van energierijke deeltjes door het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel Centaurus A de ruimte in wordt geblazen (The Astrophysical Journal). Jets laten zich met allerlei soorten telescopen bekijken, zoals telescopen die radiogolven ontvangen en telescopen die röntgenstraling detecteren. Sinds de lancering van Chandra in 1999 zijn veel astronomen vooral geïnteresseerd in de onverwacht heldere röntgensignalen van jets. Daarbij leek het erop dat de röntgenwaarnemingen in wezen dezelfde details vertoonden als de meer gangbare radiowaarnemingen – niet erg verrassend. Maar het nieuwe onderzoek laat zien dat er toch subtiele verschillen zijn tussen de radio- en röntgenwaarnemingen. Bogensberger en zijn team hebben Centaurus A waargenomen van 2000 tot 2022. Speciaal daarvoor ontwikkelde Bogensberger een computeralgoritme dat heldere ‘knopen’ in de jet van Centaurus A volgde. Door knopen te volgen die zich gedurende hun waarneemperiode verplaatsten, konden astronomen hun snelheden meten. De snelheid van één van deze knopen was opmerkelijk: hij leek sneller te bewegen dan het licht – een verschijnsel dat superluminale beweging wordt genoemd. De jets van bijvoorbeeld een quasar kunnen vele duizenden lichtjaren lang zijn en met een snelheid bewegen die bijna gelijk is aan de lichtsnelheid. Zulke jets worden ook wel relativistische jets genoemd. Jets die een snelheid hebben van minimaal 70,7 procent van de lichtsnelheid en ten opzichte van de gezichtslijn onder een hoek van minder dan negentig graden staan, kunnen schijnbaar een snelheid vertonen die groter is dan de lichtsnelheid. Dit is te verklaren doordat de straling van de naar de waarnemer toe bewegende jet steeds minder tijd nodig heeft om de waarnemer te bereiken. Daardoor lijkt het voor de waarnemer alsof de jet in de richting loodrecht op de gezichtslijn sneller dan het licht beweegt. Het team stelde vast dat de werkelijke snelheid van de knoop ten minste 94 procent van de lichtsnelheid bedroeg. Eerder was met behulp van radiowaarnemingen al de snelheid van een knoop op een vergelijkbare locatie gemeten. Dat resultaat gaf aan dat de knoop een aanzienlijk lagere snelheid had: ongeveer 80 procent van de lichtsnelheid. ‘Dit betekent dat de bewegingen van radio- en röntgenstraalknopen van elkaar verschillen,’ aldus Bogensberger. En dat was niet het enige dat aan de data opviel. Zo wijzen radiowaarnemingen erop dat de knopen die zich het dichtst bij het centrale zwarte gat bevinden het snelst verplaatsen. Bij hun onderzoek ontdekten Bogensberger en zijn collega’s echter dat de snelste knoop zich niet het verst van het centrale zwarte gat bevindt, maar ook niet het dichtst erbij. Kortom: er is nog veel dat we niet begrijpen als het om röntgenjets gaat. Bogensberger wil daarom nu de door zijn team ontwikkelde aanpak gebruiken om andere jets te bestuderen. Eenvoudig is dat niet, want met een afstand van ongeveer twaalf miljoen lichtjaar is de jet van Centaurus A de dichtstbijzijnde die we kennen. Andere jets staan nog verder weg. (EE) (Image credit: D. Bogensberger et al. Astrophys. J. (2024)
