Magnetische velden ontdekt rond superzwaar zwart gat in Melkwegcentrum

Een nieuwe opname van het Event Horizon Telescope (EHT)-samenwerkingsverband heeft sterke en geordende magnetische velden aan het licht gebracht die spiraalsgewijs van de rand van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Sgr A*) af komen. De magnetische veldstructuur rond Sgr A* vertoont opvallende overeenkomsten met die van het zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel M87. Dit wijst erop dat alle zwarte gaten sterke magnetische velden hebben. De gelijkenis doet ook vermoeden dat er in Sgr A* een jet schuilgaat¹.

Twee jaar geleden publiceerden wetenschappers de eerste opname van Sgr A*. Hoewel het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat zich op ongeveer 27.000 lichtjaar van de aarde bevindt, meer dan duizend keer kleiner en minder massarijk is dan dat van M87 – het allereerste zwarte gat dat in beeld werd gebracht, bleek uit de waarnemingen dat de twee opmerkelijk veel op elkaar lijken. Hierdoor vroegen wetenschappers zich af of zij behalve hun uiterlijk ook andere kenmerken gemeen hadden.

De zwarte gaten M87* en Sgr A* naast elkaar in gepolariseerd licht. De schaal geeft hun schijnbare grootte aan, uitgedrukt in microboogseconden. (EHT Collaboration)

Om daar achter te komen, besloot het EHT-team om Sgr A* in gepolariseerd licht te bestuderen. Eerdere onderzoeken van het licht rond het zwarte gat in M87 (M87*) hebben laten zien dat de omliggende magnetische velden dit zwarte gat in staat hebben gesteld om krachtige jets van materie terug de ruimte in te schieten. De nieuwe opnamen bouwen hierop voort en laten zien dat hetzelfde mogelijk ook voor Sgr A* geldt.

Rond het zwarte gat in het Melkwegcentrum zijn namelijk eveneens sterke, verstrengelde en georganiseerde magnetische velden aanwezig. Uit het feit dat de polarisatiestructuur van Sgr A* sterk lijkt op die van het veel grotere zwarte gat M87* leiden astronomen af sterke en geordende magnetische velden van cruciaal belang zijn voor de manier waarop zwarte gaten in wisselwerking treden met het gas en de materie in hun omgeving.

Licht is niets anders dan een oscillerende (op en neer gaande) elektromagnetische golf die ons in staat stelt om objecten te zien. Soms oscilleert licht in een voorkeursrichting: we noemen het dan ‘gepolariseerd’. Hoewel overal om ons heen gepolariseerd licht voorkomt, is het menselijk oog niet in staat om dit van ‘normaal’ licht te onderscheiden. In het plasma rond zwarte gaten zorgen deeltjes die rond magnetische veldlijnen wervelen voor een polarisatiepatroon dat loodrecht op het veld staat. Dit biedt astronomen de mogelijkheid om in meer detail te zien wat zich in de omgeving van zwarte gaten afspeelt en hun magnetische veldlijnen in kaart te brengen.

Om Sgr A* te kunnen observeren, heeft de EHT-samenwerking acht telescopen over de hele wereld met elkaar verbonden, om een denkbeeldige telescoop ter grootte van de aarde te creëren. Deze ‘supertelescoop’ heeft sinds 2017 diverse waarnemingen gedaan en zal Sgr A* in april 2024 opnieuw waarnemen. Naarmate er nieuwe telescopen aan de EHT worden toegevoegd, zullen de beelden alleen maar beter worden.

Noten

1. The Astrophysical Journal Letters, 27 maart