Zwarte gaten met een stellaire massa, tussen 7 en 25 keer de massa van de zon, worden 'micro-quasars' genoemd wanneer ze krachtige stralen van deeltjes en straling voortbrengen, miniatuurversies van die in quasars. Zwarte gaten met een stellaire massa bevinden zich aan het kleine uiteinde van de schaal tegenover superzware zwarte gaten, inclusief die in quasars, die miljoenen tot miljarden keren de massa van de zon wegen.
De jets van de microquasars kunnen volgens nieuw onderzoek deel uitmaken van een geheim wapen om hun kleine figuren te houden.
Chandra X-ray Observatory van NASA zag voor het eerst het samenspel bij een beroemde microquasar op ongeveer 40.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Aquila. Dit systeem, GRS 1915 + 105 (kortweg GRS 1915), bevat een zwart gat dat ongeveer 14 keer de massa van de zon is en materiaal van een nabijgelegen begeleidende ster voedt. Terwijl het materiaal naar het zwarte gat wervelt, vormt zich een accretieschijf.
Twee Harvard-astronomen onthullen een nieuw ontdekt touwtrekken tussen de stralen en de hete wind van het materiaal dat naar het zwarte gat spiraalt in een zogenaamde 'accretieschijf'. Zowel de stralen als de hete wind werpen materie uit de stroom die anders zou helpen het zwarte gat te laten groeien.
Chandra heeft met zijn spectrograaf sinds de lancering in 1999 elf keer GRS 1915 waargenomen. Uit deze onderzoeken blijkt dat de straal in GRS 1915 periodiek kan worden gesmoord wanneer een hete wind, te zien in röntgenstralen, van de aanwasschijf wordt gedreven. het zwarte gat. Aangenomen wordt dat de wind de straal zou uitschakelen door hem te beroven van materie die hem anders zou hebben gevoed. Omgekeerd, zodra de wind afneemt, kan de jet weer tevoorschijn komen.
Het aanwaspercentage verandert, maar door het samenspel blijft het uitstroompercentage constant.
"Het zwarte gat lijkt te kunnen bepalen hoeveel materie het wel of niet verbruikt", zegt hoofdauteur Joseph Neilsen, een Harvard-promovendus.
Zelfregulatie is een veel voorkomend onderwerp bij het bespreken van superzware zwarte gaten, maar dit is het eerste duidelijke bewijs daarvoor in zwarte gaten met een stellaire massa.
Neilsen zegt dat het moeilijk is te weerstaan om een eigenzinnigheid toe te kennen aan het gedrag van het zwarte gat: 'Als je het hebt over regulering, impliceert dit een soort zelfbeheersing', zei hij. "We kunnen zien dat het gebeurt, maar het is zeker niet duidelijk waarom. Voor nu schrijven we het gewoon toe aan een verlangen naar het zwarte gat. '
Hoewel micro-quasars en quasars in massa verschillen met miljoenen factoren, moeten ze een overeenkomst vertonen in gedrag wanneer rekening wordt gehouden met hun zeer verschillende fysieke schalen.
De tijdschaal voor gedragsveranderingen van een zwart gat moet in verhouding tot de massa variëren. Een tijdsschema van een uur voor veranderingen in GRS 1915 zou bijvoorbeeld overeenkomen met ongeveer 10.000 jaar voor een superzwaar zwart gat dat een miljard keer de massa van de zon weegt.
"We kunnen niet hopen om op dit detailniveau te onderzoeken in een enkel superzwaar zwart gaten systeem", zegt co-auteur Julia Lee, een Harvard-astronoom. "Dus we kunnen enorm veel leren over zwarte gaten door gewoon zwarte gaten als deze te bestuderen."
De nieuwe resultaten verschijnen in het nummer van 26 maart van het tijdschriftNatuur.
OVER HET BELANGRIJKSTE BEELD: Het optische en infraroodbeeld van de Digitized Sky Survey toont het drukke veld rond GRS 1915, gelegen nabij het vlak van onze Melkweg. De inzet toont een close-up van het Chandra-beeld van GRS 1915, een van de helderste röntgenbronnen in het Melkwegstelsel. Credits: X-ray: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Optisch: Palomar DSS2. Een zoomvideo is hier beschikbaar.
Bronnen: NASA, de Nature-studie en een interview met Joseph Neilsen
