In het centrum van de meeste sterrenstelsels bevindt zich een superzwaar zwart gat. Sommige van deze gaten voeden zich actief met het omringende gas en stof en stoten overtollige energie uit in de vorm van krachtige ‘jets’ die in het hele waarneembare heelal te zien zijn als quasars.
Astronomen van de Universiteit van Kopenhagen (Denemarken) hebben dit proces met behulp van nieuwe technieken onder de loep genomen, en hun resultaten kunnen onze kijk op het eetgedrag van deze kosmische kolossen veranderen (Monthly Notices of The Royal Astronomical Society).
Superzware zwarte gaten zijn miljoenen of zelfs miljarden malen zwaarder dan onze zon.
Met hun extreme zwaartekracht zijn ze in staat om enorme hoeveelheden gas, stof en soms zelfs complete sterren in hun omgeving op te slokken.
De natuurkunde vertelt ons dat het materiaal dat naar het zwarte gat toe wordt getrokken de neiging heeft om een schijf te vormen, een verschijnsel dat ‘accretie’ wordt genoemd.
De materie in zo’n schijf wordt veel heter dan het oppervlak van onze zon en zendt intens licht uit.
De voedingspatronen van zwarte gaten zijn zeer uiteenlopend. Sommige, zoals dat in ons eigen Melkwegstelsel, zijn niet erg hongerig en lijken geen accretieschijven te hebben.
Maar in andere sterrenstelsels bevinden zich superzware zwarte gaten die worden omringd door extreem hete accretieschijven die zo helder zijn dat de rest van het sterrenstelsel erbij verbleekt.
Zulke accretieschijven zijn alleen bij relatief nabije sterrenstelsels rechtstreeks waarneembaar.
Bij verre stelsels niet, omdat de schijven simpelweg te klein zijn – zelfs voor de grootste telescopen waarover astronomen kunnen beschikken.
Gelukkig bestaat er een alternatieve methode om de omvang en structuur van zo’n verre accretieschijf te bepalen.
Ondanks dat de schijf zelf vaak niet waarneembaar is, kunnen astronomen wel onderzoeken hoe zijn helderheid varieert in de tijd.
Daar heeft promovendus John Weaver van het Cosmic Dawn Center van het Niels Bohr Institute van de Universiteit van Kopenhagen gebruik van gemaakt.
Hij heeft bestaande waarnemingen van meer dan 9000 sterrenstelsels met heldere accretieschijven, zogeheten quasars, uit de Sloan Digital Sky Survey onder de loep genomen.
Bij zijn analyse heeft Weaver het waargenomen licht van de accretieschijven gecorrigeerd voor de lichtbijdrage van hun moederstelsels, iets dat bij eerdere onderzoeken veelal is nagelaten.
Met behulp van een nieuw model voor de variaties in het quasarlicht konden hij en zijn medewerker Keith Horne, hoogleraar astronomie aan de Universiteit van St Andrews (Schotland), het licht van de accretieschijven aldus scheiden van dat van de moederstelsels.
Met andere woorden: het model stelde hen in staat om min of meer rechtstreeks naar het licht van de accretieschijven te kijken, zelfs die in sterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand.
Daarbij ontdekten de astronomen dat het zicht op de accretieschijven waarschijnlijk wordt belemmerd door kosmisch stof.
Door verschillende modellen voor dat stof te gebruiken, en het verduisterende effect ervan ‘weg te poetsen’, konden ze bepalen hoe heet de accretieschijf is, zowel dichtbij het zwarte gat als aan de rand van de schijf.
Dat verschil in temperatuur tussen de hete binnenschijf en de koude buitenschijf was al theoretisch voorspeld.
Weaver en Horne hebben echter ontdekt dat de schijven in de buurt van het zwarte gat nóg heter zijn dan verwacht.
Deze onverwachte conclusie suggereert dat de bestaande modellen moeten worden herzien, met alle gevolgen van dien voor ons begrip van superzware zwarte gaten. (EE) (Image Credit: ESO/M. Kornmesser)
