211service.com
Astronomen hebben het grootste zwarte gat ooit ontdekt
Samengestelde afbeelding van de melkwegcluster Abell 85. Röntgenfoto (NASA/CXC/SAO/A.Vikhlinin et al.); Optisch (SDSS)
Het meest massieve zwarte gat dat ooit is waargenomen, is ontdekt in een sterrenstelsel op zo'n 700 miljoen lichtjaar van de aarde. Het is zo groot dat astronomen denken dat het kan worden afgebeeld door dezelfde radiotelescoop die eerder dit jaar de eerste foto van een veel kleiner zwart gat produceerde.
Het melkwegstelsel in kwestie, Holm 15A genaamd, is het helderste lid van een cluster van melkwegstelsels genaamd Abell 85 die zich in het sterrenbeeld Cetus bevinden, zichtbaar vanaf zowel het noordelijk als het zuidelijk halfrond. Het werd in 1937 ontdekt door de Zweedse astronoom Erik Holmberg.
Sterrenstelsels op deze afstand konden niet in detail worden bestudeerd tot de lancering van de Hubble-ruimtetelescoop in 1990 en de recentere constructie van gigantische telescopen op de grond. Astronomen realiseerden zich al snel dat Holm 15A enigszins ongebruikelijk is.
Wat opvalt aan Holm 15A is hoe groot en hoe zwak het centrale diffuse gebied van de melkweg is, zeggen Kianusch Mehrgan van het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Duitsland en enkele collega's. Maar terwijl de binnenkern ongewoon zwak is, is de rest van de melkweg relatief helder. Hoe kan dat?
Nu denken Mehrgan en collega's dat ze het raadsel hebben opgelost met behulp van gegevens die zijn verzameld door de Very Large Telescope, een reeks van vier onderling verbonden telescopen met elk een diameter van 8 meter die de nachtelijke hemel observeren in de zichtbare en infrarode delen van het spectrum. Het instrument bevindt zich op een hoogte van 2.600 meter in de Atacama-woestijn in Chili en is sinds het eerste licht in 1988 een van de meest productieve astronomische observatoria ooit gebouwd.
Mehrgan en collega's gebruikten deze gegevens om de structuur van de melkweg gedetailleerder in kaart te brengen dan voorheen mogelijk was. Vervolgens voerden ze een aantal simulaties uit om te begrijpen waarom het centrum zo zwak is en hoe de melkweg zich in de eerste plaats zou kunnen hebben gevormd.
De resultaten zorgen voor interessante lectuur. De simulaties suggereren dat Holm 15A gevormd moet zijn in een gigantische botsing tussen twee jonge sterrenstelsels, een veel voorkomend verschijnsel in het vroege heelal. Het team zegt dat de reden waarom de kern zo zwak is, is dat hij wordt gedomineerd door een superzwaar zwart gat dat de nabijgelegen sterren heeft opgegeten of ze naar de buitenste regionen van de melkweg heeft uitgestoten.
Dit zwarte gat is enorm, zelfs naar kosmologische maatstaven. Het team zegt op een conservatieve schatting dat het 40 miljard keer massiever is dan de zon. Ter vergelijking: het zwarte gat in het centrum van de Melkweg, Boogschutter A*, is slechts 4 miljoen keer massiever dan de zon.
Het superzware zwarte gat van Holm 15A is niet alleen het meest massieve tot nu toe, het is ook vier tot negen keer groter dan verwacht, zeggen Mehrgan en collega's, erop wijzend dat het twee keer zo massief is als de vorige recordhouders.
Deze enorme omvang maakt het Holm 15A zwarte gat een goede kandidaat voor beeldvorming. Eerder dit jaar maakten astronomen de eerste foto van een zwart gat met behulp van een reeks van acht radiotelescopen die over de hele wereld waren opgesteld en die een instrument ter grootte van een planeet creëerden. Deze array staat bekend als de Event Horizon Telescope en heeft een resolutie van 20 milliboogseconden, wat overeenkomt met de resolutie die nodig is om de voetafdruk van Neil Armstrong op de maan vanaf de aarde te zien.
Het nieuw ontdekte zwarte gat vult een gebied van de hemel met ongeveer 18 ± 3,7 microboogseconden, dus het kan heel goed worden vastgelegd met de Event Horizon Telescope. Het superzware zwarte gat van Holm 15A is een kandidaatsysteem voor directe beeldvorming, zeggen Mehrgan en collega's.
Dat is interessant werk dat laat zien hoe krachtig beeldvormingstechnieken de afgelopen jaren zijn geworden. Desalniettemin, met grotere en krachtigere telescopen die momenteel in aanbouw zijn, is het onwaarschijnlijk dat de Holm 15A het record lang zal vasthouden.
Referentie: arxiv.org/abs/1907.10608 : Een 40 miljard zonnemassa zwart gat in de extreme kern van Holm 15a, het centrale sterrenstelsel van Abell 85