Terwijl onze telescopen steeds krachtiger worden, zien we steeds meer exotische kosmische objecten. Uiteindelijk is het waarschijnlijk mogelijk om een kiekje te maken van het supermassieve zwarte gat in het centrum van het Melkwegstelsel. Maar wat zien we? Volgens twee Japanse wetenschappers stuiten we mogelijk op een aurora.

Hoe ontstaan aurora’s op aarde? De van de zon afkomstige deeltjes bevatten veel energie, die in de bovenste kilometers van de atmosfeer door botsingen wordt overgedragen op zuurstof- en stikstofatomen. Die energie komt uiteindelijk weer vrij en wordt op 80 tot 1.000 kilometer hoogte uitgestraald in de vorm van kleurrijke aurora’s, oftewel poollicht.

Een zwart gat heeft geen atmosfeer, zoals onze planeet. Hoe wordt een aurora dan aangedreven?

Plasma raakt schokgolf
De Japanse wetenschappers Masaaki Takahashi en Rohta Takahashi begonnen met het maken van een model van een zwart gat. Zwarte gaten hebben een grote aantrekkingskracht en trekken veel gas en stof aan. Soms worden complete sterren naar de zwarte gaten gesleurd. Hierdoor ontstaat een hete schijf van plasma rond de evenaar van een draaiend zwart gat, een zogenaamde accretieschijf.

De schijf bevat geladen deeltjes, dus het is mogelijk dat een magnetisch veld wordt opgewekt, net zoals de interne dynamo van de aarde een magnetisch veld opwekt. Net zoals bij het aardse magnetische veld zal ruimteplasma bij het magnetische veld van een zwart gat over magnetische veldlijnen reizen.

De plasmastroom gaat waarschijnlijk zo snel, dat het de ‘geluidsbarrière’ van plasma breekt (Alfvén snelheid). Dit is het punt waarop de aurora van een zwart gat ontstaat. De supersonische plasma creëert een schokgolf, net zoals een straaljager dat doet in de aardse atmosfeer. Deze schokgolf zal een halo vormen boven de polen van het zwarte gat. Wanneer plasma de schokgolf raakt, verhit het en ontstaat er licht.

Radiotelescopen lossen raadsel op
Natuurlijk is dit een theoretisch onderzoek, maar de wetenschappers denken dat het mogelijk is dat een aurora bij een zwart gat direct wordt gefotografeerd. Daarvoor gebruiken wetenschappers een speciale techniek: zeer lange basislijnen interferometrie. Dit is een wereldwijd netwerk van radiotelescopen voor radio-interferometrie met zeer lange basislijnen. Met deze meetmethode ontstaan afbeeldingen van radiobronnen waarop men vele details kan zien.

Als het netwerk van radiotelescopen groot genoeg is, moet het mogelijk zijn om de emissies van de aurora van een zwart gat te zien. Op de uiteindelijke foto is dan waarschijnlijk de schaduw van de event horizon van een zwart gat zichtbaar.

Een aurora kan wetenschappers meer vertellen over de extreme ruimte-tijd in de omgeving van een zwart gat. Achter de event horizon kan licht niet meer terugkeren. De Japanse wetenschappers denken dat de plasmaschokgolven aurora’s net boven de event horizon produceren. Een deel van die straling weet het gebied te verlaten en kan opgevangen worden door astronomen. Misschien leren we dan meer over dit mysterieuze fenomeen rondom zwarte gaten.