Een supermassief zwart gat schiet hoogenergetische stralen rechtstreeks op de aarde af.

Een NASA-missie heeft een supermassief zwart gat waargenomen dat een bundel hoogenergetische straling op de aarde richt vanaf een afstand van 400 miljoen lichtjaar.

Simulatie van Markarian 421 die een hoogenergetische straal uitzendt. Afbeelding: NASA/Pablo Garcia — Simulatie van Markarian 421 die een hoogenergetische straal uitzendt. Afbeelding: *NASA/Pablo Garcia*

Actieve supermassieve zwarte gaten worden omgeven door roterende schijven van materie, accretieschijven genaamd, die hen in de loop der tijd van 'voedsel' voorzien. Een deel van de materie die ze niet kunnen opnemen, wordt vervolgens naar de polen getransporteerd, waar het met snelheden die de lichtsnelheid benaderen, wordt uitgestoten. Dit proces creëert extreem heldere, hoogenergetische elektromagnetische straling. In sommige gevallen, zoals bij de nieuwste ontdekking van NASA, is de straling rechtstreeks op de aarde gericht in een verschijnsel dat een blazar wordt genoemd, meldde Live Science op 30 juli.

De blikseminslag Markarian 421, gelegen in het sterrenbeeld Grote Beer, werd waargenomen door NASA's Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE)-missie, die in december 2021 werd gelanceerd. IXPE observeert een kenmerk van magnetische velden, polarisatie genaamd, dat de richting van het magnetische veld aangeeft. De polarisatie van de door Markarian 421 uitgestoten bundel onthult dat een deel van de bundel, waar deeltjes versnellen, ook een magnetisch veld met een gedraaide structuur vertoont.

Blazar-uitbarstingen strekken zich miljoenen lichtjaren ver uit door de ruimte, maar de mechanismen die ze veroorzaken zijn nog grotendeels onbekend. Nieuwe bevindingen rond de Markarian 421-uitbarsting kunnen echter mogelijk meer inzicht geven in dit kosmische fenomeen, aldus Laura Di Gesu, astrofysicus bij het Italiaanse ruimtevaartagentschap en hoofdonderzoeker van de studie.

De belangrijkste reden waarom de straal van het actieve supermassieve zwarte gat zo helder is, is dat de deeltjes de lichtsnelheid benaderen, enorme hoeveelheden energie uitzenden en zich gedragen volgens Einsteins speciale relativiteitstheorie. De straal van de blazer wordt ook versterkt door de oriëntatie naar de aarde, waardoor de golflengte van het licht toeneemt en zowel de frequentie als de energie ervan stijgen. Als gevolg van deze twee effecten kunnen de blazers helderder zijn dan al het licht van alle sterren in de Melkweg samen. Momenteel gebruikt IXPE dit licht om de natuurkundige processen in het centrum van de straal van Markarian 421 in kaart te brengen en de bron van de heldere straal te identificeren.

Analyse van de IXPE-gegevens toonde aan dat de bundelpolarisatie bij de eerste en tweede waarneming tot 0% daalde. Het onderzoeksteam ontdekte dat het roterende magnetische veld op een kurkentrekker leek. Metingen van elektromagnetische straling in optische, infrarode en radiogolfvormen hadden geen invloed op de stabiliteit en structuur van de bundel. Dit betekent dat de schokgolf zich voortplantte langs het gedraaide magnetische veld van Markarian 421. Deze nieuwe bevinding levert het duidelijkste bewijs tot nu toe dat het gedraaide magnetische veld bijdraagt aan de schokgolf die de deeltjes in de bundel versnelt.

Het onderzoeksteam is van plan Markarian 421 verder te bestuderen en andere blazars met vergelijkbare kenmerken te identificeren om de mechanismen achter het fenomeen te begrijpen.

An Khang (volgens Live Science )

Bronlink