Melkweg: zwart gat al 200 jaar actief – Een krachtige uitbarsting van straling heeft Sagittarius A* een miljoen keer helderder gemaakt

Nog niet zo lang geleden: ongeveer 200 jaar geleden scheen het centrale zwarte gat in de Melkweg plotseling helder – het was een miljoen keer helderder dan nu. Deze laatste grote explosie van Sagittarius A* duurde ongeveer anderhalf jaar, waarbij een vergelijkbare hoeveelheid energie vrijkwam als een Seyfert actieve galactische kern, rapporteren astronomen in “Nature”. Ze detecteerden de nagloed van deze explosie met behulp van gepolariseerde röntgenecho’s in het centrum van de Melkweg.

Tegenwoordig is het centrale zwarte gat van de Melkweg vrij stil en traag. In tegenstelling tot AGN’s verslindt Sagittarius A* nauwelijks materie. Maar dat was niet altijd het geval: ongeveer 3,5 miljoen jaar geleden veroorzaakte een grote gaswolk die in het zwarte gat viel een gewelddadige explosie die zichtbaar was aan de nachtelijke hemel en wel een miljoen jaar had kunnen duren. De gigantische Fermi-bubbels in het centrum van de Melkweg kunnen zich rond deze tijd ook hebben gevormd.

Röntgen-echo’s als getuigen

Maar het blijkt dat het zwarte gat weer actief was in de moderne tijd – slechts 200 jaar geleden. Dit werd ontdekt door astronomen rond Frédéric Marin van de Universiteit van Straatsburg toen ze het centrum van de Melkweg observeerden met NASA’s röntgensatelliet IXPE (X-ray Imaging Polarimetry Explorer). In de buurt van Sagittarius A* zijn veel moleculaire wolken die een aanzienlijke hoeveelheid verstrooide röntgenstralen weerkaatsen.

Om erachter te komen waar deze gereflecteerde straling oorspronkelijk vandaan kwam, analyseerden astronomen de verstrooiingshoek en polarisatie van deze röntgenecho’s. Dit laatste kan als een soort kompas onthullen in welke richting de stralingsbron zich bevindt. De hoeveelheid verstrooiing geeft aanwijzingen voor de stralingsafstand en levensduur. “Zo opent de röntgenreflectie van het gas in het centrum van de Melkweg de weg voor het volgen van de vroegere activiteit van Sagittarius A* gedurende honderden tot duizenden jaren”, leggen de onderzoekers uit.

Het zwarte gat is de veroorzaker

Analyses laten zien dat de door de gaswolken gereflecteerde röntgenstralen tot ongeveer een derde gepolariseerd zijn en een trillingsrichting vertonen die -48 graden helt. “De gemeten polarisatiehoek past bij de hypothese dat boog A* de primaire bron van deze straling is”, zeggen Marin en zijn team. Dit geeft aan dat deze röntgenecho’s afkomstig zijn van een heftige uitbarsting van straling uit het superzware zwarte gat.

“Onze studie biedt het ontbrekende stukje van de puzzel over de bron van het intense röntgenlicht van deze gigantische moleculaire wolken”, schreven de astronomen. “Het zijn weerspiegelingen van een intense maar kortstondige gloed die wordt uitgestraald door Sagittarius A* of zijn omgeving.” Maar wanneer vond deze explosie plaats? Door de röntgenecho te verstrooien, stelden astronomen vast dat de stralingsuitbarsting niet ouder kon zijn dan ongeveer 200 jaar.

Energie komt vrij als een actieve galactische kern

Het centrale zwarte gat van de Melkweg moet rond het jaar 1800 nog een laatste grote uitbarsting hebben meegemaakt. Ongeveer anderhalf jaar lang was Sagittarius A* ongeveer een miljoen keer helderder in het röntgenbereik dan nu het geval is. Astronomen vergelijken dit met een vuurvliegje dat plotseling zo helder schijnt als de zon. Volgens hun berekeningen was de energie van de explosie 10 in röntgenstralen³⁹ tot 10⁴⁴ Ergs per seconde gratis.

“Deze hoeveelheid energie is vergelijkbaar met de röntgenhelderheid van de Seyfert Galaxy”, zeggen de astronomen. In deze Seyfert-sterrenstelsels slokken zwarte gaten actief materie op, maar ze zenden minder energie en straling uit dan andere AGN’s zoals quasars en blazars. Dit betekent echter dat de Melkweg 200 jaar geleden tot de groep van sterrenstelsels met een actieve kern behoorde, zij het voor een korte tijd. (Natuur, 2023; doi: 10.1038/s41586-023-06064-x)

Bron: CNRS

23 juni 2023

– Nadia Podbrigar