Licht kan misschien niet ontsnappen aan een zwart gat, maar nu is er genoeg informatie ontsnapt uit de klauwen van een zwart gat, zodat astronomen er voor het eerst een volledige beschrijving van hebben kunnen geven. Een team van astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en de San Diego State University hebben de meest nauwkeurige metingen ooit van het binaire röntgensysteem Cygnus X-1 gemaakt, waardoor ze de lang bestaande mysteries van zijn zwarte gat en om zijn geschiedenis sinds zijn geboorte ongeveer zes miljoen jaar geleden terug te vinden.
Cygnus X-1, dat bestaat uit een zwart gat dat materiaal trekt van zijn massieve blauwe begeleidende ster, straalde bijna een halve eeuw geleden krachtige röntgenstralen uit. Sinds de ontdekking in 1964 is deze galactische röntgenbron intensief onderzocht met astronomen die probeerden informatie te verkrijgen over de massa en spin. Maar zonder een nauwkeurige meting van de afstand tot de aarde, die wordt geschat tussen 5800 en 7800 lichtjaar, konden we ons alleen maar voorstellen welke geheimen Cygnus X-1 herbergde.
Astronoom Mark Reid van CfA leidde zijn team om de meest nauwkeurige meting van de afstand tot Cygnus X-1 te verzamelen met behulp van de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Science Foundation, een continentaal breed radiotelescoopsysteem. Het team heeft een directe goniometrische meting van 6.070 lichtjaar vergrendeld.
"Omdat geen enkele andere informatie uit een zwart gat kan ontsnappen, geeft een volledige beschrijving van de massa, spin en elektrische lading er een volledige beschrijving van", zegt Reid, co-auteur van drie artikelen over Cygnus X-1, gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters (hier, hier en hier verkrijgbaar). "De lading van dit zwarte gat is bijna nul, dus het meten van de massa en spin maakt onze beschrijving compleet."
Met behulp van hun nieuwe nauwkeurige afstandsmeting, samen met de Chandra X-ray Observatory, de Rossi X-ray Timing Explorer, de Advanced Satellite for Cosmology en Astrophysics en waarnemingen van zichtbaar licht die meer dan twee decennia zijn gemaakt, heeft het team het 'No Hair' samengesteld. ”Stelling - de volledige beschrijving waar Reid over spreekt - door een forse massa van bijna 15 zonsmassa's en een turbosnelheid van 800 omwentelingen per seconde te onthullen. "We weten nu dat Cygnus X-1 een van de meest enorme stellaire zwarte gaten in de Melkweg is", zegt Jerry Orosz van de San Diego State University, ook een auteur van het artikel met Reid en Lijun Gou van de CfA. "Het draait net zo snel als elk zwart gat dat we ooit hebben gezien."
Als extra bonus hadden waarnemingen met de VLBA in 2009 en 2010 ook de beweging van Cygnus X-1 door de melkweg gemeten, waardoor wetenschappers tot de conclusie kwamen dat het veel te traag is om te zijn geproduceerd door de explosie van een supernova en zonder bewijs van Een grote "kick" bij de geboorte, astronomen geloven dat het mogelijk het gevolg is geweest van de donkere ineenstorting van een voorloperster met een massa die groter is dan ongeveer 100 keer de massa van de zon die verloren ging in een krachtige stellaire wind. 'Er zijn suggesties dat dit zwarte gat zonder een supernova-explosie had kunnen ontstaan en onze resultaten ondersteunen die suggesties', zegt Reid.
Het lijkt erop dat professor Stephen Hawking met deze metingen zijn eigen woorden heeft moeten opeten nadat hij een weddenschap had geplaatst met collega-astrofysicus Kip Thorne, een professor in theoretische fysica aan het California Institute of Technology, die Cygnus X-1 niet bevatte een zwart gat.
“Cygnus X-1 is al veertig jaar het iconische voorbeeld van een zwart gat. Ondanks de concessie van Hawking ben ik er echter nooit helemaal van overtuigd geweest dat het echt een zwart gat bevat - tot nu toe ', zegt Thorne. "De gegevens en modellering in deze drie artikelen geven eindelijk een volledig definitieve beschrijving van dit binaire systeem."
Bronnen: CfA
