Een relatief klein zwart gat produceert enorm krachtige stralen terwijl er een enorme bubbel heet gas ontstaat. Maar het meest ongebruikelijke kenmerk van dit opmerkelijke zwarte gat is niet de energie-output, maar hoe het zendt energie uit.
"De energie-output is indrukwekkend, maar vergelijkbaar met de röntgenstralen van zogenaamde Ultraluminium-röntgenbronnen", zegt Manfred Pakull, de hoofdauteur van een nieuw artikel dat vandaag in Nature is gepubliceerd. "Het idee dat er krachtpatsers bestaan die het grootste deel van hun energie opwekken in de vorm van stralen (kinetische energie) en niet als straling (fotonen) is vrij nieuw."
Van zwarte gaten is bekend dat ze ongelooflijk veel energie afgeven wanneer ze materie inslikken, en zoals Pakull aan Space Magazine vertelde, werd eerder gedacht dat de meeste energie naar buiten kwam in de vorm van straling, voornamelijk röntgenstralen. Maar dit nieuwe gasblazende zwarte gat, S26 genaamd, laat zien dat sommige zwarte gaten minstens evenveel energie kunnen afgeven, en misschien nog veel meer, in de vorm van gecollimeerde stralen van snel bewegende deeltjes.
"Dit zwarte gat is slechts een paar zonsmassa's, maar het is een echte miniatuurversie van de krachtigste quasars en radiostelsels", zei Pakull, "die zwarte gaten bevatten met een massa van een paar miljoen keer die van de zon."
Dit object is een microquasar, die wordt gevormd door twee objecten: een witte dwerg, een neutronenster of een zwart gat, samen met een begeleidende ster. De röntgenstralen worden geproduceerd door materie die van de ene component naar de andere valt en kunnen stralen van deeltjes met hoge snelheid produceren. De snelle stralen stoten in het omringende interstellaire gas, verwarmen het en veroorzaken een uitdijende bel gemaakt van heet gas en ultrasnelle deeltjes die bij verschillende temperaturen botsen.
Van de tientallen microquasars die in de Melkweg zijn gevonden, zijn de meeste bellen vrij klein, - minder dan 10 lichtjaar in doorsnee. Maar deze is 1000 lichtjaar breed. Bovendien is deze microquasar tientallen keren krachtiger dan eerder waargenomen.
Met behulp van ESO's Very Large Telescope en NASA's Chandra X-ray telescoop Pakull en zijn team waren ze in staat om de gebieden te observeren waar de stralen in het interstellaire gas rond het zwarte gat botsen, en zagen dat de bel van heet gas opblaast met een snelheid van bijna een miljoen kilometer per uur.
De jets zijn even indrukwekkend, ongeveer 300 parsecs lang, en hoewel krachtige jets zijn waargenomen vanuit superzware zwarte gaten, werd aangenomen dat ze minder frequent waren in de kleinere microquasar-variëteit. Door deze nieuwe ontdekking kunnen astronomen mogelijk andere microquasars nader bekijken.
"De lengte van de jets in NGC 7793 is verbazingwekkend, vergeleken met de grootte van het zwarte gat waaruit ze worden gelanceerd", zegt co-auteur Robert Soria. 'Als het zwarte gat was verkleind tot de grootte van een voetbal, zou elke straal zich van de aarde uitstrekken tot voorbij de baan van Pluto.'
S26 is 12 miljoen lichtjaar van ons verwijderd, in de buitenwijken van het spiraalstelsel NGC 7793. De astronomen hebben gezien de grootte en de uitbreidingssnelheid van de bel dat de straalactiviteit minstens 200.000 jaar aan de gang moet zijn geweest.
Met al deze ongelooflijke snelheid, omvang en activiteit, wat projecteren Pakull en zijn team als de toekomst van deze microquasar?
"Ja, de uitbreidingssnelheid (275 km / s) is behoorlijk indrukwekkend, maar zal met de tijd afnemen", vertelde Pakull aan Space Magazine. “Als het veel lager was bij bijvoorbeeld 70 km / s, zou het geschokte gas niet zoveel optisch licht uitstralen (bijvoorbeeld de Balmer-serie van waterstof) en zouden we de bel niet hebben gedetecteerd. De toekomst van S26 hangt af van de evolutie van de centrale microquasar die de stralen uitstraalt. Ik verwacht dat het nog 100.000 tot een paar miljoen jaar actief kan zijn. ”
Pakull zei dat het interessant is om je voor te stellen wat er zou gebeuren als de microqusar plotseling de stralen niet meer zou uitstoten. "Dan zou de zeepbel niet plotseling verdwijnen, maar nog 100.000 jaar blijven schijnen", zei hij. "Het lijkt op een supernovarest, zij het met een 100 keer hogere energie-inhoud."
Pakull voegde eraan toe dat deze nieuwe bevinding astronomen zal helpen de overeenkomst te begrijpen tussen kleine zwarte gaten gevormd door ontplofte sterren en de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, en hij hoopt dat dit werk meer theoretisch werk zal stimuleren in hoe zwarte gaten energie produceren.
Bronnen: ESO, e-mailuitwisseling met Manfred Pakull.
