Nieuwe radiopulsar nabij Melkwegcentrum onthult eetgedrag superzware zwarte gat

13 augustus 2013

Een team van astronomen onder wie Heino Falcke (Radboud Universiteit/ASTRON) en Adam Deller (ASTRON) heeft de radiopulsen ontdekt van de eerste pulsar nabij het Melkwegcentrum.

Pulsar PSR J1745-2900Een artistieke impressie van de pulsar PSR J1745-2900. Dit is de eerste ontdekte radiopulsar nabij het Melkwegcentrum. Door middel van deze radiopulsar is de meest betrouwbare schatting gemaakt van de sterkte van het magnetisch veld rond het centrale superzware zwarte gat. Credit: MPIfR/Ralph Eatough

De zoektocht naar dergelijke snel ronddraaiende neutronensterren is onverwacht tientallen jaren onsuccesvol gebleven. Door middel van deze radiopulsar heeft het team de meest betrouwbare schatting ooit kunnen maken van de sterkte van het magnetisch veld rond het centrale superzware zwarte gat. Het magnetisch veld is sterk genoeg om de hoeveelheid materie te reguleren die wordt opgeslokt en om de waargenomen radio-, nabij-infrarood- en röntgenstraling te verklaren. De resultaten worden op 14 augustus gepubliceerd in Nature.

Het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg slurpt omringend gas op. Het gas is doorweven met een magnetisch veld. Dergelijke magnetische velden rond superzware zwarte gaten kunnen de hoeveelheid invallende materie reguleren en materie uitspuwen in krachtige straalstromen. Via deze processen is een zwart gat in staat de evolutie van een melkwegstelsel te beïnvloeden.

De röntgenbron PSR J1745-2900 is ontdekt toen de Swift-satelliet een sterke röntgenflits waarnam op kleine afstand van het Melkwegcentrum (J. A. Kennea et al, The Astrophysical Journal Letters, 770 L24, 2013). Uit waarnemingen met de NuSTAR-telescoop bleek dat het een ultramagnetische pulsar is die elke 3,76 seconden om zijn as draait. Met de 100-meter Effelsberg-radiotelescoop nabij Bonn, Duitsland, heeft het team de radiopulsen van de bron ontdekt.

De pulsar zendt als een vuurtoren periodiek een radiopuls uit. Het magnetisch veld rond het superzware zwarte gat verandert de polarisatie van de lichtpulsen; de lichttrillingen van verschillende golflengten bewegen zich naar ons toe in verschillende vlakken. Door middel van dit effect is de sterkte van het magnetisch veld bepaald. Uit de observaties blijkt dat het magnetisch veld sterk genoeg is om de hoeveelheid invallend gas te reguleren en de magnetische veldsterkte tussen de minimale en maximale waarden ligt die volgens modellen nodig zijn om de waargenomen straling te verklaren.

Astronomen voorspellen dat zich rond het centrum van de Melkweg duizenden pulsars moeten bevinden. Desondanks is PSR J1745-2900 de eerste pulsar die daar is ontdekt. “Astronomen hebben tientallen jaren gezocht, zonder succes. Deze ontdekking is een enorme doorbraak, maar het blijft een raadsel waarom het zo lang heeft geduurd”, zegt Falcke. Deze pulsar is te jong en staat net te ver weg van het zwarte gat om de subtiele effecten van Einsteins Algemene Relativiteitstheorie met grote nauwkeurigheid te meten. Met oude pulsars, die dichter bij het zwarte gat staan en waarvan de rotatieperiode minder veranderlijk is, kan de theorie wél worden getest.

Aan de ontdekte pulsar PSR J1745-2900 worden nu vervolgwaarnemingen gedaan om zijn baan rond het superzware zwarte gat in kaart te brengen. Hieruit kunnen de herkomst van de pulsar worden bepaald en - mogelijk nauwkeuriger dan voorheen - de massa van het zwarte gat.

Heino Falcke ontving een NWO-Spinozapremie in 2011 en Adam Deller is een Veni-laureaat.

 


Bron: ASTRON Netherlands Institute for Radio Astronomy

Kenmerken

Wetenschapsterrein

Exacte Wetenschappen