Superzware zwarte gaten in het galactische centrum lanceren soms radiojets, snel bewegende plasma-uitstromen die sterke radiosignalen uitzenden. Veel over deze radiogolven blijft echter onduidelijk: hoe ze worden geproduceerd, vooral hun energiebron en het plasmalaadmechanisme.
Het naburige zwarte gat in het hart van het massieve elliptische sterrenstelsel M87 is onlangs op radiobeelden getoond door de Event Horizon Telescope Collaboration. De waarneming leverde bewijsmateriaal op ten gunste van het idee dat de spin van het zwarte gat de radiojets aandrijft, maar deed weinig om het plasmalaadmechanisme te verduidelijken.
Een onderzoeksteam onder leiding van Tohoku University astrofysici hebben een veelbelovend scenario voorgesteld dat het mechanisme voor het laden van plasma in radiojets verduidelijkt.
Volgens recente bevindingen zijn zwarte gaten ongelooflijk gemagnetiseerd omdat magnetische velden door het gemagnetiseerde plasma van sterrenstelsels erin worden gevoerd. De plasma rondom het zwarte gat krijgt dan energie wanneer nabijgelegen magnetische energie kortstondig zijn energie verliest als gevolg van magnetische herverbinding.
Zonnevlammen halen hier hun energie uit magnetische herverbinding. Het plasma in de zonnevlammen geeft ultraviolette en röntgenstraling vrij. Daarentegen kan de magnetische herverbinding rond het zwarte gat wel zorgen emissie van gammastraling omdat de vrijkomende energie per plasmadeeltje veel hoger is dan die bij een zonnevlam.
Volgens het huidige scenario interageren de uitgestraalde gammastraling met elkaar en genereren veel elektronen-positronparen, die vervolgens in de radiojets worden geladen.
Volgens het door wetenschappers voorgestelde scenario interageren de uitgestraalde gammastralen met elkaar en genereren ze veel elektron-positronparen, die vervolgens in de radiojets worden geladen.
Dit verklaart de significante plasmaconcentratie in radiojets, wat consistent is met M87-gegevens. Het scenario stelt ook dat verschillende zwarte gaten verschillende radiosignaalintensiteiten hebben. Sgr A*, het superzware zwarte gat in onze MelkwegEr zijn bijvoorbeeld radiojets omheen, maar die zijn te zwak en niet detecteerbaar door de huidige radioapparatuur.
Ook voorspelt het scenario röntgenstraling op de korte termijn wanneer plasma in radiojets wordt geladen. Deze röntgensignalen worden gemist met de huidige röntgendetectoren, maar zijn waarneembaar door geplande röntgendetectoren.
Shigeo Kimura, een hoofdauteur van de studie, zei, “In dit scenario zal de toekomstige röntgenastronomie het plasmalaadmechanisme kunnen ontrafelen in radiojets, een al lang bestaande techniek.” mysterie van zwarte gaten. '
Journal Reference:
- Shigeo S. Kimura, Kenji Toma, et al. Magnetische herverbinding in magnetosferen van zwarte gaten: leptonlading in jets, superluminale radioblobs en fakkels met meerdere golflengten. De astrofysische journaalbrieven DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d5a
