Voor het eerst zijn astronomen erin geslaagd een radiobeeld vast te leggen waarop twee zwarte gaten te zien zijn die om elkaar heen draaien. De waarneming bevestigde het bestaan van zwarte-gatparen. In het verleden konden astronomen alleen afzonderlijke zwarte gaten in beeld brengen.
Een internationaal team van onderzoekers is erin geslaagd twee zwarte gaten in beeld te brengen die om elkaar heen draaien in het centrum van een quasar genaamd OJ287. Quasars zijn extreem heldere galactische kernen, waarvan het licht wordt geproduceerd wanneer een superzwaar zwart gat in het centrum van de melkweg het kosmische gas en stof eromheen verslindt. In het verleden zijn astronomen erin geslaagd om het zwarte gat in het centrum van de Melkweg en in een nabijgelegen melkwegstelsel genaamd Messier 87 in beeld te brengen. "Quasar OJ287 is zo helder dat hij zelfs door amateurastronomen met privételescopen kan worden waargenomen. Het bijzondere aan OJ287 is dat er vermoedelijk niet één, maar twee zwarte gaten in een baan van 12 jaar om elkaar heen draaien, wat een duidelijk herkenbaar patroon van lichtvariaties in dezelfde periode oplevert", aldus Mauri Valtonen van de Universiteit van Turku, Finland, eerste auteur van het onderzoeksartikel. Het onderzoek is gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Quasar ‘per ongeluk’ ontdekt in de 19e eeuw
De vroegste waarnemingen van OJ287 zijn terug te vinden op oude foto's uit de 19e eeuw, toen het betreffende deel van de hemel voor het eerst door astronomen werd gefotografeerd. In die tijd was het echter ondenkbaar dat er zwarte gaten bestonden, laat staan quasars. OJ287 kwam ‘per ongeluk’ op foto's terecht terwijl astronomen zich op andere objecten concentreerden. Aimo Sillanpää, destijds masterstudent aan de Universiteit van Turku, merkte al in 1982 op dat de helderheid van het object gedurende een periode van 12 jaar regelmatig veranderde. Hij ging OJ287 bestuderen als universitair onderzoeker, in de veronderstelling dat de variatie in helderheid werd veroorzaakt door twee zwarte gaten die om elkaar heen draaiden. Honderden astronomen hebben de quasar intensief gevolgd om te zien of de theorie klopt en om een volledig beeld te krijgen van de baanbeweging van de zwarte gaten.
Het mysterie van de baan werd vier jaar geleden eindelijk opgelost door doctoraatsonderzoeker Lankeswar Dey uit Mumbai, India, die parttime aan de Universiteit van Turku werkte. De enige vraag die nog restte, was of beide zwarte gaten tegelijkertijd konden worden gedetecteerd. Het antwoord kwam van de TESS-satelliet van NASA, die licht van beide zwarte gaten detecteerde. Ze waren echter nog steeds alleen als één punt zichtbaar, omdat beelden met normaal licht niet voldoende resolutie hebben om de zwarte gaten afzonderlijk weer te geven. Wat nodig was, was een beeld met een 100.000 keer hogere resolutie, wat mogelijk is met radiotelescopen.
Wetenschappers hebben een nieuwe ‘kwispelende staart’-straal geïdentificeerd vanuit het kleinere zwarte gat
In deze nieuwste studie hebben de astronomen de eerdere theoretische berekeningen vergeleken met een radiobeeld. De twee zwarte gaten waren aanwezig in het beeld, precies waar ze verwacht werden. Dit gaf de onderzoekers een antwoord op een vraag die al 40 jaar open stond: of er überhaupt zwarte-gatparen bestaan. “Voor het eerst zijn we erin geslaagd een beeld te krijgen van twee zwarte gaten die om elkaar heen cirkelen. Op het beeld zijn de zwarte gaten te herkennen aan de intense deeltjesstralen die ze uitstoten. De zwarte gaten zelf zijn volkomen zwart, maar ze kunnen worden gedetecteerd aan de hand van deze deeltjesstralen of door het gloeiende gas rondom het gat”, zegt Valtonen.
De onderzoekers hebben ook een volledig nieuw soort straal geïdentificeerd die uit een zwart gat komt. De straal die uit het kleinere zwarte gat komt, is gedraaid zoals een straal uit een draaiende tuinslang. Dit komt doordat het kleinere zwarte gat snel rond het primaire zwarte gat van OJ287 beweegt en de straal wordt afgebogen afhankelijk van de huidige beweging. De onderzoekers vergelijken het met een “kwispelende staart” die de komende jaren in verschillende richtingen zou moeten draaien wanneer het kleinere zwarte gat zijn snelheid en bewegingsrichting verandert. "Het beeld van de twee zwarte gaten is vastgelegd met een radiotelescoopsysteem dat de RadioAstron-satelliet omvatte. Dit systeem was tien jaar geleden in gebruik toen OJ287 in beeld werd gebracht. De radioantenne van de satelliet reikte tot halverwege de maan, wat de resolutie van het beeld aanzienlijk verbeterde. De afgelopen jaren hebben we alleen gebruik kunnen maken van telescopen op aarde, waar de beeldresolutie niet zo goed is.
Bron: Phys.org
