Sterrenkundigen hebben een instabiel zwart gat ontdekt dat stralen van plasmawolken in verschillende richtingen schiet, doordat het op hoog tempo een ster aan het verorberen is.

Zwarte gaten staan er weliswaar om bekend dat ze alles – zelfs licht – naar binnen zuigen, maar veel exemplaren stoten ook krachtige stralen van plasma uit. Dat doen ze doordat de extreme zwaartekracht van het zwarte gat materie eromheen versnelt.

Meestal ontspringen deze stralen rechtstreeks uit de polen van het zwarte gat. Bij V404 Cygni, een binair systeem bestaande uit een zwart gat en een ster, lijkt dat echter niet het geval te zijn.

Van Hawaï tot de Maagdeneilanden

James Miller-Jones van de Curtin-universiteit in Australië bestudeerde met zijn team een twee weken durende uitbarsting van stralen en straling uit 2015, afkomstig van dit systeem. Ze gebruikten daarvoor een serie telescopen verspreid over de Verenigde Staten, van Hawaï tot de Maagdeneilanden.

‘Het opmerkelijke was dat de richting van de stralen veranderde in heel korte tijd: in tien minuten of minder’, zei Miller-Jones bij een persconferentie. Hoewel bij andere systemen al eerder waargenomen was dat de stralen van richting veranderden, was dat bij lange na niet in zo’n korte tijd.

Het zwarte gat, dat 7800 lichtjaar van de aarde verwijderd is, zuigt gas op van het oppervlak van de buurster. ‘Het wervelt om het zwarte gat heen, net zoals water wervelt terwijl het in de gootsteen verdwijnt’, zei Miller-Jones.

Het zwaarte gat hevelt materiaal over van een ster die eromheen draait. Beeld: ICAR.
Het zwarte gat hevelt materiaal over van een ster die eromheen draait. Beeld: ICAR.

Zo wordt rond het zwarte gat een accretieschijf van materie gevormd. Zulke schijven zijn meestal dun en plat, zoals een cd, maar bij V404 Cygni is het zwarte gat zo snel aan het schrokken dat de binnenste duizenden kilometers er meer als een donut uitzien.

Opgezwollen schijf

Volgens Miller-Jones is de meest waarschijnlijke verklaring voor de verplaatsende stralen het snelle eten van het zwarte gat. Dat veroorzaakte straling die ervoor zorgde dat het binnenste deel van de accretieschijf opzwol. Dit had tot gevolg dat het zwarte gat scheef kwam te staan ten opzichte van de schijf, waardoor de stralen in verschillende richtingen geduwd werden.

‘Het opgeblazen deel wiebelde, een beetje zoals een tol die trager gaat draaien’, zei Miller-Jones.

Dit laat zien hoe een beweging van gas over slechts een paar duizend kilometer verantwoordelijk kan zijn voor het richten van stralen die vervolgens afstanden afleggen die een miljoen keer zo groot zijn – even groot als het volledige zonnestelsel.

‘We vermoeden dat de meeste zwarte gaten op een vergelijkbare manier scheef staan. Maar we denken niet dat dat ertoe leidt dat de stralen gaan wiebelen, tenzij ze heel snel gaan eten’, zegt hij.

De resultaten zijn gepubliceerd in Nature.