Maak je je zorgen over hoe je je zwarte gat gaat voeden als het eenmaal groot is en groot wordt? Geen schrik hebben. Met behulp van nieuwe waarnemingen en een gedetailleerd theoretisch model vergeleek een onderzoeksteam de eigenschappen van het zwarte gat van het spiraalstelsel M81 met die van kleinere zwarte gaten van stellaire massa. De resultaten laten zien dat grote of kleine zwarte gaten op dezelfde manier met elkaar lijken te eten en een vergelijkbare verdeling van röntgenstraling, optisch en radiolicht produceren. Deze ontdekking ondersteunt de implicatie van Einsteins relativiteitstheorie dat zwarte gaten van alle groottes vergelijkbare eigenschappen hebben.
M81 is ongeveer 12 miljoen lichtjaar verwijderd van de aarde. In het centrum van M81 bevindt zich een zwart gat dat ongeveer 70 miljoen keer zo zwaar is als de zon en energie en straling genereert terwijl het met hoge snelheid gas in het centrale gebied van de melkweg naar binnen trekt.
Daarentegen hebben zogenaamde stellaire massa zwarte gaten, die ongeveer 10 keer meer massa hebben dan de zon, een andere voedselbron. Deze kleinere zwarte gaten verwerven nieuw materiaal door gas te trekken van een rondlopende metgezel. Omdat de grotere en kleinere zwarte gaten worden gevonden in verschillende omgevingen met verschillende bronnen van materiaal om te voeden, is het de vraag of ze op dezelfde manier voeden.
"Als we naar de gegevens kijken, blijkt dat ons model net zo goed werkt voor het gigantische zwarte gat in M81 als voor de kleinere jongens", zegt Michael Nowak van het Massachusetts Institute of Technology. "Alles rond dit enorme zwarte gat ziet er precies hetzelfde uit, behalve dat het bijna 10 miljoen keer groter is."
Een van de implicaties van Einsteins theorie van algemene relativiteitstheorie is dat zwarte gaten eenvoudige objecten zijn en dat alleen hun massa en spins hun effect op de ruimtetijd bepalen. Uit het laatste onderzoek blijkt dat deze eenvoud zich manifesteert ondanks gecompliceerde milieueffecten.
Het model dat Markoff en haar collega's gebruikten om de zwarte gaten te bestuderen, omvat een vage schijf van materiaal die rond het zwarte gat draait. Deze structuur zou voornamelijk röntgenstralen en optisch licht produceren. Een gebied met heet gas rond het zwarte gat zou grotendeels te zien zijn in ultraviolet en röntgenlicht. Een grote bijdrage aan zowel het radio- als röntgenlicht komt van stralen die door het zwarte gat worden gegenereerd. Gegevens met meerdere golflengten zijn nodig om deze overlappende lichtbronnen te ontwarren.
Onder de actief voedende zwarte gaten is die in M81 een van de zwakste, vermoedelijk omdat hij 'ondervoed' is. Het is echter een van de helderste gezien vanaf de aarde vanwege de relatieve nabijheid, waardoor hoogwaardige waarnemingen kunnen worden gedaan.
"Het lijkt erop dat de ondervoede zwarte gaten in de praktijk de eenvoudigste zijn, misschien omdat we dichter bij het zwarte gat kunnen kijken", zegt Andrew Young van de Universiteit van Bristol in Engeland. "Het kan hun niet zoveel schelen waar ze hun eten vandaan halen."
Dit werk zou nuttig moeten zijn voor het voorspellen van de eigenschappen van een derde, niet-bevestigde klasse die zwarte gaten met gemiddelde massa wordt genoemd, waarbij de massa's tussen die van stellaire en superzware zwarte gaten liggen. Er zijn enkele mogelijke leden van deze klasse geïdentificeerd, maar het bewijs is controversieel, dus specifieke voorspellingen voor de eigenschappen van deze zwarte gaten zouden zeer nuttig moeten zijn.
Naast Chandra werden drie radioarrays (de Giant Meterwave Radiotelescoop, de Very Large Array en de Very Long Baseline Array), twee millimeter telescopen (de Plateau de Bure Interferometer en de Submillimeter Array) en Lick Observatory in the optical gebruikt om M81 te monitoren.
De resultaten van deze studie zullen verschijnen in een aankomend nummer van The Astrophysical Journal.
Nieuwsbron: NASA's Chandra-website
