Persbericht

Maaltijd voor zwart gat komt snel dichterbij

VLT laat zien hoe gaswolk uiteengereten wordt

14 december 2011

Astronomen hebben, met ESO’s Very Large Telescope, een gaswolk van enkele aardmassa’s ontdekt, die steeds sneller in de richting van het zwarte gat in het centrum van de Melkweg beweegt. Het is voor het eerst dat wordt waargenomen hoe zo’n tot ondergang gedoemde gaswolk een superzwaar zwart gat nadert. De resultaten worden op 5 januari 2012 in het tijdschrift Nature gepubliceerd.

Tijdens een twintig jaar durend onderzoeksprogramma met ESO-telescopen, waarbij de bewegingen van sterren rond het superzware zwarte gat in het centrum van ons melkwegstelsel worden gevolgd (eso0846) [1], heeft een team van astronomen onder leiding van Reinhard Genzel van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching, Duitsland, een uniek nieuw object ontdekt dat met grote snelheid op het zwarte gat af stevent.

De huidige snelheid van dit object bedraagt meer dan acht miljoen kilometer per uur, wat bijna tweemaal zo snel is als zeven jaar geleden. Het volgt een zeer langgerekte baan [2] en zal medio 2013 op een afstand van slechts ongeveer 36 lichtuur [3] oftewel veertig miljard kilometer langs de waarnemingshorizon van het zwarte gat scheren. Naar astronomische maatstaven is dat een zeer dichte nadering.

Het object is veel koeler dan de omringende sterren (slechts ongeveer 280 graden Celsius) en bestaat grotendeels uit waterstof en helium. Het is een stofrijke wolk van geïoniseerd gas die ongeveer drie keer zo zwaar is als de aarde. Het gas is door de sterke ultraviolette straling van de hete sterren in het dichtbevolkte hart van de Melkweg aan het gloeien gebracht.

De huidige dichtheid van de gaswolk is veel groter dan die van het hete gas rond het zwarte gat. Maar naarmate de wolk het hongerige monster dichter nadert, zal hij door de toenemende druk van buitenaf verder worden samengeperst. Tegelijkertijd zal de enorme zwaartekrachtsaantrekking van het zwarte gat, dat een massa van vier miljoen zonsmassa’s heeft, de naderende gaswolk verder versnellen en uitrekken.

"Het idee van een astronaut die in de buurt van een zwart gat tot een sliert spaghetti wordt uitgerekt kennen we uit de sciencefiction. Maar bij de nu ontdekte gaswolk kunnen we het ook echt zien gebeuren. Hij zal dit avontuur niet overleven", zegt Stefan Gillessen (MPE), eerste auteur van het Nature-artikel.

De randen van de wolk, die naar verwachting binnen enkele jaren volledig uiteen zal vallen, beginnen al te rafelen [4]. De astronomen zien duidelijke aanwijzingen dat de gaswolk tussen 2008 en 2011 steeds verder is verscheurd.

Naar verwachting zal de gaswolk, naarmate de ontmoeting met het zwarte gat in 2013 nadert, ook steeds heter worden en waarschijnlijk ook röntgenstraling gaan uitzenden. Er is momenteel verder weinig materiaal in de buurt van het zwarte gat, dus deze nieuwe prooi zal zijn belangrijkste brandstof zijn voor de komende jaren.

Een mogelijke verklaring voor de vorming van de gaswolk is dat zijn materiaal afkomstig is van naburige jonge, zware sterren die, ten gevolge van hevige sterrenwinden, snel massa verliezen. Zulke sterren blazen letterlijk hun gas weg. De gaswolk kan zijn ontstaan uit de botsende sterrenwinden van een bekende dubbelster die om het centrale zwarte gat draait.

"De volgende twee jaar zullen heel interessant zijn en kunnen ons zeer belangrijke informatie verschaffen over het gedrag van materie in de buurt van zulke buitengewoon zware objecten", besluit Reinhard Genzel.

Noten

[1] Het zwarte gat in het centrum van de Melkweg heet formeel Sgr A* (‘Sagittarius A ster’). Het is verreweg het meest nabije superzware zwarte gat dat we kennen en dus ook de beste plek om zwarte gaten gedetailleerd te onderzoeken.

[2] De waarnemingen zijn gedaan met de met adaptieve optiek uitgeruste infraroodcamera NACO en de infrarood-spectrograaf SINFONI, beide gekoppeld aan de Very Large Telescope van ESO in Chili. Het centrum van de Melkweg ligt achter dikke stofwolken, die zichtbaar licht verstrooien en absorberen, en moet worden waargenomen in het infrarood, waar deze wolken transparanter zijn.

[3] Een lichtuur is de afstand die licht in een uur aflegt. Dat is iets meer dan de afstand van de zon tot de planeet Jupiter. Ter vergelijking: de afstand tussen de zon en de meest nabije ster bedraagt meer dan vier lichtjaar. De gaswolk zal het zwarte gat passeren op minder dan tien keer de afstand tussen de zon en Neptunus.

[4] Dit effect is goed bekend uit de vloeistoffysica en is bijvoorbeeld ook te zien als we een druppel siroop in een glas water laten vallen. Tijdens het omlaag zakken van de siroop valt deze druppel steeds verder uiteen, waardoor de siroop ten slotte oplost in het water.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek staan in het artikel ‘A gas cloud on its way towards the super-massive black hole in the Galactic Centre’ van S. Gillessen et al., dat op 5 januari 2012 in het tijdschrift Nature verschijnt.

Het onderzoeksteam bestaat uit S. Gillessen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik [MPE], Duitsland), R. Genzel (MPE; vakgroep natuurkunde van de University of California [UC], VS), T. Fritz (MPE), E. Quataert (vakgroep sterrenkunde, UC), C. Alig (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität [LMU], Duitsland), A. Burkert (MPE; LMU), J. Cuadra (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chili), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), K. Dodds-Eden (MPE), C. Gammie (Center for Theoretical Astrophysics, University of Illinois, VS), T. Ott (MPE).

ESO, de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, is de belangrijkste intergouvernementele sterrenkundeorganisatie in Europa, en het meest productieve astronomische observatorium ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien landen: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerp, de bouw en het beheer van krachtige grondobservatoria die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. ESO speelt ook een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op sterrenkundig gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die uitsluitend is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. Ook is ESO de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste sterrenkundige project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de Europese Extremely Large optische/nabij-infrarood Telescope (E-ELT), een telescoop van de 40-meterklasse die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

Contact

Stefan Gillessen
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tel: +49 89 30000 3839
E-mail: ste@mpe.mpg.de

Reinhard Genzel
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tel: +49 89 30000 3281
E-mail: genzel@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobiel: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media