Onderzoekers spotten voor het eerst materiaal dat nabij het zwarte gat cirkelt.

Sagittarius A is een massarijk object in het hart van de Melkweg. Al voor langere tijd denken onderzoekers dat dit object weleens een superzwaar zwart gat kan zijn. En die aanname wordt nu bevestigd. Onderzoekers hebben namelijk voor het eerst materiaal waargenomen dat in een baan nabij het zwarte gat vertoeft. Dit gas beweegt rond Sagittarius A met ruwweg 30 procent van de lichtsnelheid.

Observaties
De onderzoekers deden de observaties met het gevoelige GRAVITY-instrument, dat het materiaal gedetailleerder dan ooit tevoren vastlegde. GRAVITY bekeek de infraroodstraling die afkomstig is van de accretieschijf – een schijf van gas dat rond een hemellichaam beweegt – rond Sagittarius A. En de opvlammingen van dit materiaal geven de langverwachte bevestiging dat het object in het midden van onze Melkweg inderdaad een superzwaar zwart gat is.

GRAVITY
Het GRAVITY-instrument van ESO is een instrument van ESO’s Very Large Telescope-interferometer. Eigenlijk is het een alles-in-één-apparaat. Zo combineert het instrument onder andere het licht van vier telescopen van ESO’s Very Large Telescope om een ‘supertelescoop’ met een diameter van 130 meter na te bootsen. GRAVITY werd al eerder gebruikt om de aard van Sagittarius A te onderzoeken. En nu heeft het het instrument de meest gedetailleerde observaties geleverd van het materiaal rondom het zwarte gat.

Materiaal
De opvlammingen zijn afkomstig van materiaal dat heel dicht bij de waarnemingshorizon rond het zwarte gat cirkelt. Een deel van de materie in de accretieschijf kan namelijk veilig om het zwarte gat heen cirkelen. Maar alles dat voorbij de waarnemingshorizon gaat, wordt zonder pardon door het zwarte gat opgeslokt. “Het is verbluffend om te zien hoe materiaal met 30 procent van de snelheid van het licht om een kolossaal zwart gat cirkelt,” zegt de verbaasde onderzoeker Oliver Pfuhl. “De enorme gevoeligheid van GRAVITY heeft ons in staat gesteld om de accretieprocessen ongekend gedetailleerd in real time waar te nemen.” Hieronder is een simulatie te zien van het materiaal dat rond het zwarte gat cirkelt:

Opvlammingen
Eerder dit jaar hebben de onderzoekers al de snelheid van de ster S2 gemeten, terwijl deze door het extreme zwaartekrachtveld van Sagittarius A scheerde. Een primeur: daarbij werden namelijk voor het eerst de effecten waargenomen zoals Einstein die in zijn theorie voorspelde. Tijdens de scheervlucht werd ook de sterke emissie van infraroodstraling waargenomen. “We hadden het geluk om drie heldere opvlammingen rond het zwarte gat op te merken,” zegt Pfuhl. De drie heldere opvlammingen zijn eigenlijk emissies die afkomstig zijn van energierijke elektronen nabij het zwarte gat. En dit is exact in overeenstemming met de theoretische voorspellingen. Het zou goed kunnen dat de opvlammingen veroorzaakt worden door magnetische interacties in het zeer hete gas dat om Sagittarius A cirkelt.

De onderzoekers zijn erg tevreden dat ze eindelijk hard hebben kunnen maken dat Sagittarius A een superzwaar zwart gat is. “Dit was altijd een van onze droomprojecten, maar we durfden niet te hopen dat het zo snel zou slagen,” zegt onderzoeksleider Reinhard Genzel. “Het resultaat is een overduidelijke bevestiging van het zware-zwarte-gat-paradigma.”