Parijs (F) – Röntgenastronomen hebben een zwart gat ontdekt dat vreemd genoeg grote hoeveelheden energie uitstoot.


Een internationaal team van astronomen onder leiding van dr Jörn Wilms ontdekte vorig jaar een zwart gat dat zich anders gedraagt dan andere zwarte gaten. Volgens de geldende theorie zijn zwarte gaten dermate compacte, zware hemellichamen, dat ze alle materie en straling – waaronder licht – opslokken. Niets kan aan een zwart gat ontsnappen. Nu ontdekten het team met de röntgensatelliet XMM Newton een zwart gat dat energie afstaat aan zijn omgeving.
Zwarte gaten kunnen de massa van wel een miljard sterren hebben, geconcentreerd in het volume van een zonnestelsel. De materie die naar een zwart gat toevalt, verzamelt zich in een schijf. De materie in deze zogenaamde accretieschijf draait, zoals het water rondom een draaikolk, steeds sneller rond naarmate dat het centrum nadert. De sterke wrijving die daarbij optreedt, warmt de wolk op zodat die straling uitzendt.
De röntgensatelliet XMM Newton keek in juni 2000 naar een spiraalstelsel op honderd miljoen lichtjaar afstand. Dit stelsel, MCG-6-30-15, bevat in het centrum een zwart gat. Dit zwarte gat absorbeert niet alleen energie, maar het staat ook energie af. “We hebben hiermee iets ontdekt dat nog nooit in een zwart gat is waargenomen.” vertelt Jörn Wilms.

Stuiterbal
De camera’s van de satelliet maakten een spectrum, een soort chemische vingerafdruk van de aanwezige elementen. Wilms: “De grafiek toont een ongewoon brede lijn voor de röntgenstraling die hoort bij de aanwezigheid van ijzer in de accretieschijf. In 1995 was die lijn al waargenomen, maar we hadden hem nog nooit zo helder gezien. Hij zit vol verrassende kenmerken.” Het aantal röntgenfotonen is veel groter dan de gebruikelijke modellen voor zwarte gaten kunnen verklaren, en hun energie is ook veel groter. “Het is als een stuiterbal die je op de grond gooit,” vervolgt Wilms, “je weet de samenstelling van het oppervlak en je kan raden hoe en wanneer de bal terugkomt, maar nu beweegt de bal veel sneller. Er moet iets zijn dat de ijzeratomen zo oppept dat ze gloeien in röntgenlicht.”
De wetenschappers gingen op jacht naar een verklaring. Een theorie die vijfentwintig jaar geleden is ontwikkeld aan de Cambridge University geeft een mogelijke antwoord. Het zwarte gat zelf draait in een magneetveld. Het kan de draaiingsenergie overdragen aan dat magneetveld, dat op zijn beurt zo de draaiing van het zwarte gat remt. Het gas in de accretieschijf absorbeert de energie en zendt die daarop uit als röntgenstraling.
Nog voor publicatie van het artikel van Wilms en zijn medewerkers, is de discussie over de metingen en de verklaring al losgebroken. Wilms hoopt dat nog uitgebreidere waarnemingen aan het stelsel MCG-6-30-15 zullen volgen. De brede ijzerlijn in het spectrum vormt een puzzel die om een goede oplossing roept.

Erick Vermeulen