COLUMBUS, Ohio - Witgloeiende winden waaien door de ruimte en dragen enorme pilaren materie weg van de horizon van zwarte gaten. En nu weten wetenschappers dat deze vreemde windstoten verschijnen en verdwijnen in minder tijd dan je nodig hebt om een ventilator aan te zetten.
Wetenschappers weten sinds ten minste 2011 dat deze winden krachtige krachten zijn in de atmosfeer, die maar liefst 95 procent van de deeltjes die zwarte gaten naar zich toe zuigen, wegstuiteren. En nu hebben wetenschappers de röntgenschaduwen van de winden meer dan ooit tevoren bestudeerd, zei Joey Neilsen, natuurkundige aan de Villanova University in Pennsylvania. Recht voor de röntgenogen van een telescoop leken de winden die maandenlang waaiden, een plotselinge opwelling binnen enkele seconden te verdwijnen.
Neilsen presenteerde de bevinding, die nog niet is gepubliceerd, zondag (15 april) tijdens de aprilvergadering van de American Physical Society. Hij en zijn collega's gebruikten de Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), een nieuwe röntgentelescoop NASA die op het internationale ruimtestation ISS is gemonteerd, om in deze miljoenenwinden te kijken en te leren hoe ze zich gedragen.
"Het is als een mist die 's nachts voor een straatlantaarn langsgaat," vertelde Neilsen WordsSideKick.com na zijn presentatie, "of een neonlicht dat voor een nog helderder oppervlak van dezelfde kleur wordt geplaatst - op zichzelf zou het er helder uitzien , het ziet er donker uit. "
Het is misschien raar om een zwart gat te zien als een heldere achtergrond, maar het is niet het gat zelf dat oplicht met röntgenstralen. Het is het omringende materiaal.
Als materie naar een zwart gat wordt getrokken, vormt het een wervelende stofwolk, een accretieschijf genaamd, die vele malen groter is dan het zwarte gat zelf. Naarmate het stof het zwarte gat nadert, versnelt het materiaal tot ongelooflijke snelheden en gloeit het door schitterende röntgenstralen af te geven. Telescopen zoals NICER kunnen deze emissies bestuderen. Vlakbij de horizon van het zwarte gat - het punt waar materie en licht (min of meer) verloren gaan in de zuigende zwaartekrachtput - worden die röntgenstralen zo krachtig dat ze het grootste deel van de vallende materie naar buiten en weer terugduwen ruimte met ongelooflijke snelheden, zei Neilsen.
Die verdreven stof stroomt langs de aanwasschijf en vormt de wind die Neilsen en zijn collega's bestuderen.
Voor astrofysici lijkt deze wind als vreemde dalen op grafieken van het röntgenlicht van zwarte gaten. Door NICER kijkend, onderzochten Neilsen en zijn collega's GRS 1915 + 105, een beroemd (althans in astrofysica-termen) zwart gat met enorm variërende röntgenemissies. De onderzoekers toonden aan dat wanneer de röntgenstraling van het zwarte gat afnam, de wind ook ophield.
'Het gebeurt echt binnen enkele seconden,' zei Neilsen, terwijl hij zijn handen liet zakken om op een plotselinge val te duiden.
Op het moment dat de accretieschijf rond GRS 1915 + 105 niet meer helder schijnt, dooft ook de wind weg van het zwarte gat. En dit kan ongelooflijk snel gebeuren, zelfs na maanden van relatief consistent blazen, toonden de onderzoekers.
Deze wind is niet helemaal zoals de wind die we hier op aarde gewend zijn, zei Neilsen. Het gas is ongelooflijk dun, zei hij, veel dunner dan de atmosfeer van de aarde, terwijl het tegelijkertijd zoveel heter is dat de ruwe, diffuse ijzerdeeltjes voldoende röntgenlicht in het universum kunnen laten schijnen dat het een persoon van dichtbij zou doden.
Onderweg hoopt Neilsen dat hij en zijn collega's NICER's gedetailleerde metingen van deze winden in zeer korte tijdspanne kunnen gebruiken om het gedrag van de winden te onderzoeken terwijl ze tegen de horizon van zwarte gaten botsen. Daarbij konden de wetenschappers een aantal diepe vragen beantwoorden over de zwaartekracht en hoe materie zich op die vreemde plaatsen gedraagt, zei hij.
