Astrofysici hebben veranderingen ontdekt in de helderheid van het licht dat wordt waargenomen aan de rand van een van de dichtstbijzijnde zwarte gaten, op een afstand van 9600 lichtjaar van de aarde.
Wetenschappers waren geïnteresseerd in het dubbelstersysteem MAXI J1820+070, ontdekt door de Japanse röntgentelescoop aan boord van het internationale ruimtestation ISS in 2018. In de regel bevatten dergelijke binaire systemen een ster met een lage massa, vergelijkbaar met onze zon, en een veel compacter object - het kan een witte dwerg, een neutronenster of een zwart gat zijn. MAXI J1820+070 bevat een zwart gat van minstens 8 keer de massa van onze zon.
De door wetenschappers geanalyseerde lichtcurve werd verkregen door astro-amateurs gedurende bijna een jaar van waarnemingen over de hele wereld. De ster in MAXI J1820+070 is een van de drie helderste röntgensterren die ooit zijn waargenomen. Dit is niet alleen zo omdat het zich extreem dicht bij de aarde bevindt, maar ook omdat het zich met succes buiten het vlak van ons Melkwegstelsel bevindt. Omdat het vele maanden helder bleef, kon een groot aantal mensen het waarnemen.
Maar bijna 3 maanden na het begin van de flare gebeurde er iets onverwachts - de lichtcurve leek een enorme modulatie te ondergaan met een periode van ongeveer 17 uur - een verdubbeling van de helderheid werd waargenomen op de piek. Tegelijkertijd waren er geen veranderingen in het röntgenbereik. Hoewel er in het verleden kleine quasi-periodieke zichtbare modulaties zijn waargenomen tijdens andere röntgenuitbarstingen, is zoiets nog nooit eerder waargenomen. Wat veroorzaakte zulk ongewoon gedrag?
Materiaal van de ster wordt door het compacte object in de accretieschijf van spiraalvormig gas eromheen getrokken. Fakkels treden op wanneer materiaal in de schijf opwarmt, aangroeit op een zwart gat en enorme hoeveelheden energie vrijgeeft voordat het de waarnemingshorizon overschrijdt. Dit proces is chaotisch en zeer variabel, met tijdschalen variërend van milliseconden tot maanden.
Wanneer een enorme röntgenstraal uit een heel dichtbij zwart gat komt en vervolgens de omringende materie bestraalt, met name de accretieschijf, en deze verwarmt tot een temperatuur van ongeveer 10 K, is de straling ervan in het optische bereik, met name we zie het uitgestraalde licht. Dat is de reden waarom, wanneer de intensiteit van de röntgenflits afneemt, ook het zichtbare licht afneemt.
Er was maar één mogelijke verklaring: een enorme stroom röntgenstraling bestraalde de accretieschijf en zorgde voor vervorming, waardoor het oppervlak sterk toenam, waardoor ook de lichtstroom toenam. Dit gedrag is eerder waargenomen in röntgendubbelsterren met zwaardere sterren, maar nooit in systemen met een zwart gat en een ster met een lage massa.
Astrofysici kennen enkele tientallen binaire systemen met zwarte gaten in onze Melkweg, met massa's in het bereik van 5-15 zonsmassa's. Ze groeien ook door het aangroeien van materie.
Lees ook:
- Het zwarte gat "Eenhoorn" is misschien wel het kleinste en het dichtst bij de aarde
- Het zwarte gat werd plotseling donker en niemand weet waarom