DENVER - Astronomen keken hoe een gaswolk met hoge snelheid de zaak binnendrong en naar Boogschutter A * werd gezogen - het superzware zwarte gat in het midden van de Melkweg - en vervolgens de ruimte in schoot. Nu hebben zorgvuldige waarnemingen onthuld hoeveel de gaswolk, die astronomen G2 noemden, vertraagde na de botsing.
Die meting vertelt wetenschappers iets belangrijks: de dichtheid van de hete stof rond Boogschutter A *, het dichtstbijzijnde superzware zwarte gat ter wereld. BoogschutterA * (SagA *) is rustig, wat betekent dat het geen enorme schijf materie opslokt en stralen afvuurt. Maar er is nog steeds iets warms en gloeiends eromheen dat natuurkundigen niet zo goed begrijpen. De botsing met G2 biedt astronomen een van hun beste aanwijzingen tot nu toe waar die gloeiende ring van gemaakt is.
"Er was een sleepkracht. Het ding werd langzamer", zegt Stefan Gillessen, astronoom aan het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Garching, Duitsland.
De vertraging van G2 bewees dat er iets substantieels was in de directe omgeving van het zwarte gat waar G2 doorheen kon crashen, zei Gillessen.
Natuurkundigen hebben die vertraging ontdekt met behulp van gegevens van de GRAVITY-samenwerking aan de Very Large Telescope (VLT) in Chili. GRAVITY brengt infrarood licht van alle vier de telescopen van de VLT samen om een extra scherp beeld te maken. Dat gaf de onderzoekers een ongekend beeld van de bijna-misser van een object met een zwart gat.
"Dus het was natuurlijk leuk om te zien, maar nu hebben we er iets nuttigs van gemaakt", vertelde Gillessen aan WordsSideKick.com. 'We hebben de atmosfeer rond een zwart gat in een straal gemeten, die voorheen volledig ontoegankelijk was.'
G2 is zelf een vreemd object: een klodderige massa warm gas met misschien wel een sterrensysteem of twee in het midden, maar is niet door zwaartekracht gebonden door iets vanzelfsprekends, zei Gillessen. In plaats daarvan stroomt het vloeiend langs een nauwe, elliptische baan rond SagA * en komt het aan het ene uiteinde heel dicht bij het zwarte gat.
In 2015 wisten wetenschappers dat G2 op het punt stond het zwarte gat zo dicht mogelijk te naderen. En destijds dachten ze dat het vuurwerk zou kunnen veroorzaken door in het zwarte gat zelf te vallen. Dat gebeurde niet, wat sommige waarnemers destijds teleur stelde. Maar het bood Gillessen en zijn team wel de kans om de snelheidsveranderingsmeting te doen.
Gillessen en zijn medewerkers publiceerden hun meting op 25 januari in The Astrophysical Journal, en Gillessen presenteerde hun bevindingen op de aprilbijeenkomst van de American Physical Society in Denver.
Ze vermoedden dat G2 zou vertragen vanwege een andere wolk, G1 genaamd. G1 bewoog zich al weg van het zwarte gat toen het werd ontdekt, langs een vergelijkbare maar kleinere en langzamere baan naar G2. Het team vermoedde dat de twee mogelijk met elkaar verbonden waren en dat G1 langzamer ging omdat het onlangs een nauwe ontmoeting had gehad met de atmosfeer van het zwarte gat.
En toen G2 de gloeiende ring rond SagA * raakte, vertraagde het ook, hoewel niet zo veel. Het verschil, suggereerden de onderzoekers, kan te wijten zijn aan het feit dat G1 al een pad voor zijn tweelingbroer heeft vrijgemaakt. G2, die vanwege zijn hoge snelheid in een baan van meer dan 300 jaar rond het zwarte gat was geweest, is nu vertraagd en bevindt zich op een veel kortere baan, vonden ze. Het duurt slechts 50 jaar om terug te keren naar de meest nabije benadering. Het zal tegen 2150 volledig in het zwarte gat vallen.
Met behulp van modellen van de botsing lieten de onderzoekers zien dat deze vertraging een atmosfeer suggereert van ongeveer 4.000 deeltjes per kubieke centimeter op een afstand van 1.000 keer de straal van de horizon van het zwarte gat. Dat is veel minder dicht dan de atmosfeer van de aarde, maar nog steeds significant. Dat zijn gegevens die astrofysici die het donkere, stille zwarte gat in het centrum van ons sterrenstelsel modelleren, kunnen gebruiken, zei Gillessen. En SagA * is momenteel een hot topic. Het is het volgende zwarte gat dat de Event Horizon Telescope (EHT), die onlangs het eerste beeld van zwart gat M87 produceerde, zal vastleggen. Dankzij het rustige karakter van SagA * zal het een heel andere zijn dan het zwarte gat dat de EHT al heeft gezien.
Nu weten wetenschappers wat meer over hoe de directe omgeving eruit ziet.
