Hoewel Albert Einstein ruim 100 jaar geleden al het bestaan van zwarte gaten voorspelde, weten we er nog verrassend weinig over.
Nu is er echter voor het eerst licht waargenomen dat afkomstig is van bronnen vlak achter een superzwaar zwart gat.
Dat bevestigt dat zwarte gaten zo’n sterke zwaartekracht hebben dat ze het licht in hun omgeving kunnen afbuigen – precies zoals Einstein beschreef in zijn algemene relativiteitstheorie.
Zwart gat buigt ruimtetijd
Licht dat in een zwart gat stroomt, kan niet meer ontsnappen.
Als zwarte gaten met hun extreme aantrekkingskracht allerlei materiaal aantrekken, zenden ze krachtig licht uit in de vorm van röntgenstraling, die je ziet als een zogeheten corona rond het gat.
Toen astronomen van Stanford University ESA’s XMM-Newton- en NASA’s NuSTAR-telescoop op het zwarte gat in het centrum van het spiraalstelsel I Zwicky 1 richtten, observeerden ze röntgenstraling van de corona.
Maar ze ontdekten ook kleine röntgenexplosies, die een andere kleur hadden en niet afkomstig konden zijn van het geobserveerde materiaal dat werd opgeslokt.
Volgens berekeningen moet het licht een echo zijn, afkomstig van de achterkant van het zwarte gat, die vanaf de aarde eigenlijk onzichtbaar zou moeten zijn.
Lichtecho zegt iets over achterkant van zwart gat
Een afwijking in gereflecteerde röntgenstraling bracht astronomen op het spoor van licht van de achterkant van zwarte gaten.
Zwart gat creëert extreme omstandigheden
Rond een zwart gat ontstaat een hete, draaiende schijf van gas en materiaal.
Magneetveld vormt röntgenstraling
De temperatuur in de schijf creëert een magnetisch veld, de corona, met veldlijnen van 60 miljoen km. Dit vormt vrije elektronen en later uitbarstingen (flares) van röntgenstraling.
Reflectie klopt niet
De röntgenstraling wordt gereflecteerd en kan in de schijf worden geobserveerd. Astronomen ontdekten röntgenstraling die niet van zichtbare uitbarstingen kan zijn, maar van achter het zwarte gat moet komen.
Dat leidt tot de conclusie dat zwarte gaten het licht om zich heen buigen en de ruimtetijd vormen – de versmelting van de drie ruimtelijke dimensies en tijd. En dat bevestigt weer een voorspelling van Einstein.
De ontdekking is gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Nieuwe telescoop onderzoekt ontstaan van sterrenstelsels
Nu we een glimp hebben opgevangen van het licht van de andere kant van een zwart gat, kunnen we beter in kaart brengen hoe materiaal wordt opgeslokt.
Dat leidt tot meer inzicht in zwarte gaten: hoe ze groeien, hoe ze energie opnemen en vrijgeven en hoe ze de vorming van sterrenstelsels als de Melkweg beïnvloeden.
Vanaf 2031 moet ESA’s ruimtetelescoop Athena nog verder inzoomen op de röntgenstraling van zwarte gaten.