Omgeving van zwart gat in kaart gebracht met behulp van ‘röntgenecho’s’ (Astronieuws)

Materie die naar een zwart gat toe stroomt straalt röntgenstraling uit. De Europese ruimtesonde XMM-Newton heeft de ‘echo’s’ van deze straling benut om de dynamische omgeving van een ‘superzwaar’ zwart gat in kaart te brengen (Nature Astronomy, 20 januari). Het onderzochte zwarte gat bevindt zich in de kern van het actieve sterrenstelsel IRAS 13224–3809. Laatstgenoemde is een van de meest veranderlijke röntgenbronnen aan de hemel. Het stelsel vertoont op tijdschalen van enkele uren snelle röntgenfluctuaties, waarbij de intensiteit van de straling met een factor 50 kan toenemen. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van het feit dat deze röntgenstraling wordt weerkaatst door alles wat zich in de naaste omgeving van het zwarte gat bevindt. De techniek vertoont overeenkomsten met de manier waarop vleermuizen obstakels in hun omgeving signaleren (echolocatie). Op vergelijkbare wijze kunnen astronomen klonten materie opsporen en onderzoeken die op het punt staan om in het zwarte gat te verdwijnen. En omdat het gedrag van het toestromende gas in belangrijke mate wordt bepaald door de eigenschappen van het ‘hongerige’ zwarte gat, levert zulk onderzoek ook informatie op over de massa en de draaiing van het zwarte gat. De toestromende materie beweegt niet in rechte lijn, maar volgt een spiraalvormige baan. Daardoor vormt zich een schijf van hete materie rond het zwarte gat: een zogeheten accretieschijf. Het gebied boven en onder de schijf, dat de corona wordt genoemd, is rijk aan energierijke elektronen. Uit de gemeten röntgenecho’s blijkt dat de omvang van deze corona binnen enkele dagen heel sterk kan toenemen. Dat laatste zorgt ervoor dat de massa en draaiing van het zwarte gat veel nauwkeuriger kan worden bepaald dan in het geval van een onveranderlijke corona. De metingen laten zien dat de massa van het zwarte gat in het centrum van IRAS 13224–3809 ongeveer 1,9 miljoen zonsma ...