De straalstroom blijkt een verrassende vorm te hebben…

Een jaar geleden presenteerden onderzoekers de eerste foto van een zwart gat ooit. Een enorme mijlpaal. Want daarmee was het bewijs dat deze fenomenen echt bestaan, geleverd. Nu, een jaar later, heeft een team van astronomen wederom de krachten gebundeld om ditmaal op jacht te gaan naar de verre quasar 3C 279. En die toont een wel heel opmerkelijke straalstroom, zo blijkt.

Straalstroom
De astronomen, onder wie meerdere Nederlandse sterrenkundigen, gebruikten voor hun onderzoek dezelfde gegevens van de wereldwijde waarnemingen die ook de eerste afbeelding van het zwarte gat in sterrenstelsel M87 opleverde. Nu ging het om de straalstroom van 3C 279. Dat is net als M87 een sterrenstelsel in het sterrenbeeld Maagd. In dat sterrenstelsel bevindt zich een superzwaar zwart gat met ongeveer een miljard keer de massa van de zon die zogeheten plasmajets uitbraakt. Om deze zo scherp mogelijk op beeld vast te leggen, werden meerdere telescopen wereldwijd aan elkaar gekoppeld. Het ging hierbij om onder andere ALMA, de James Clerk Maxwell Telescope, de Large Millimeter Telescope, de Submillimeter Array en de South Pole Telescope.


Meer over straalstromen
Jets of straalstromen zijn energierijke plasmastromen die zich met hoge snelheid uit zwarte gaten of neutronensterren haasten. Jets zijn erg interessant, omdat ze grote hoeveelheden materie de ruimte in spuwen. Dit kan een grote impact hebben op de directe omgeving. Astronomen willen daarom graag begrijpen hoe jets worden geproduceerd en hoeveel materie ze precies de ruimte in blazen.

Het geobserveerde zwarte gat versnippert het gas en de sterren die zich in de buurt wagen. Een deel van het gas spuit vervolgens in twee lange stralen plasma naar buiten met snelheden die dicht bij de lichtsnelheid liggen. Dit zegt iets over de enorme krachten in het centrum. Dat superzware zwarte gaten plasmajets uitzenden, is op zich niets nieuws. Alleen tot nu toe werd gedacht dat een jet een rechte straalstroom was. Maar dat blijkt toch anders te zijn.

Kurkentrekker
Dankzij de gekoppelde telescopen konden onderzoekers de straalstroom scherper dan ooit in beeld brengen. En dankzij deze nieuwe metingen lijkt het erop dat de straalstroom een onverwachtse gedraaide vorm heeft en meer iets weg heeft van een kurkentrekker. Ook blijkt de jet beweeglijker dan verwacht. Onderzoeksleider Jae-Young Kim is enthousiast en tegelijkertijd verrast. “Het is een beetje alsof je een reeks matroesjkapoppetjes opent en dat het laatste, kleinste poppetje dan opeens heel anders is dan de rest,” zegt hij.

Afbeelding van de straalstromen afkomstig uit 3C 279. Afbeelding: J.Y. Kim (MPIfR), Boston University Blazar program, and the EHT Collaboration

Analyse
De komende tijd gaan de onderzoekers verder met het analyseren van de gegevens van de eerdere meetcampagnes. “Vorig jaar konden we de eerste foto van de schaduw van een zwart gat presenteren en nu zien we onverwachte veranderingen in de vorm van de straalstroom in 3C 279,” zegt onderzoeker J. Anton Zensus. “En we zijn nog niet klaar. We werken aan de analyse van gegevens uit het centrum van ons sterrenstelsel waar het superzware zwarte gat Sgr A * zich bevindt. Ook kijken we naar andere actieve sterrenstelsels, zoals Centaurus A, OJ 287 en NGC 1052. Zoals we vorig jaar ook al zeiden: dit is nog maar het begin.”


Momenteel zal het blijven bij het analyseren van reeds verzamelde data bemachtigd uit eerdere waarnemingen. Dat komt omdat geplande nieuwe waarnemingen met de Event Horizon Telescope en de aangesloten radiotelescopen helaas wegens het coronavirus niet door kunnen gaan. Het doel van deze nieuwe waarnemingen was om de reeks resultaten die tevens de allereerste foto van een zwart gat opleverde, uit te breiden en te verbeteren. Maar daar zullen we nu iets langer op moeten wachten. Gelukkig komt van uitstel geen afstel. Want de waarnemingen staan nu gepland voor het voorjaar van 2021.