Spinnende zwarte gaten zijn de ultieme kosmische batterijen

Het is al langer bekend dat het niet erg verstandig is om dicht bij een ronddraaiend zwart gat te komen; niet alleen door diens sterke aantrekkingskracht, maar ook doordat het de energie van miljarden supernovae kan opslaan en uitstoten. Een team van onderzoekers dat onder leiding stond van Brian McNamara van de Universiteit van Waterloo in Canada heeft namelijk ontdekt dat de stromen plasma die de meeste zwarte gaten de interstellaire ruimte in vuren mogelijk vernietigende gevolgen kunnen hebben voor de sterrenstelsels waar zij zich in bevinden. Het door gas omgeven object dat onderzocht werd heeft volgens hen in de afgelopen honderd miljoen jaar via plasmastromen ruim 1055 joule aan energie uitgestoten.

Het overgrote deel van de supermassieve zwarte gaten die te vinden zijn in het centrum van sterrenstelsels stoten krachtige plasmastromen uit die zich uit kunnen strekken over een gebied van miljoenen lichtjaren. Hoewel men nog niet veel weet over de manier waarop deze stromen precies gevormd worden, zijn er slechts twee aannemelijke bronnen die verantwoordelijk kunnen zijn voor de ‘jets’: de eerste is materie die in een zwart gat valt en de tweede bron is de energie die het object verzamelt als het om zijn as draait. Berekeningen suggereren dat het mogelijk is dat de stromen energie verkrijgen uit de rotatie van het zwarte gat, zolang er magnetische velden aanwezig zijn die een verbinding vormen tussen het zwarte gat en de nabije materie. Overtuigend bewijs voor dit idee werd vooralsnog niet gevonden.

De onderzoekers hebben dat bewijs nu wel gevonden na het observeren van het sterrenstelsel MS0735.6+7421, dat zich op ongeveer 2,6 miljard lichtjaar van de aarde bevindt. In 2005 bleek al uit gegevens die werden verzameld door het Chandra X-ray Observatory dat het zwarte gat dat te vinden is in het stelsel een enorme hoeveelheid energie uitstoot, maar nu heeft men pas kunnen bepalen dat deze energie verkregen is uit de rotatie van het object. De stromen zouden niet ontstaan kunnen zijn ten gevolge van de consumptie van materie. Dat betekent dat het spinnen van het zwarte gat de enige overgebleven energiebron is. Het object zou in het verre verleden rond gaan zijn draaien door de aanwezigheid van veel materie in zijn nabije omgeving of door een fusie met een ander zwart gat.

14 reacties

  • Jonathan Dhaese

    26 januari 2009

    Stoot ons zwart gat in de melkweg ook zo’n plasmastromen uit?

  • Ron

    26 januari 2009

    Ja, alleen verschuilen deze zich achter dikke gaswolken.

  • rudiev

    27 januari 2009

    Plasma is de 4de toestand van een stof na vast, vloeibaar en gas vormig. Deze plasmastromen, uit welk materiaal bestaan deze dan? Of is het een mengelmoes van wat het zwartgat opgeslokt heeft? Wat ik me afvraag is of bijvoorbeeld (zware) elementen in deze plasma weer uit elkaar kunnen vallen tot lichtere elementen, bijvoorbeeld weer tot het eerst element, namelijk waterstof.

  • Twix

    27 januari 2009

    Ik zou kippenvel krijgen als ze zeiden dat het in de buurt van het zonnestelsel ligt.

  • sagittarius

    27 januari 2009

    dus plasma is de vierde toestand van een stof? waar bevindt die zich dan? na vast? ergens tussenin? hoe verkrijg je dat dan?

  • Thierry

    27 januari 2009

    Kan iemand me uitleggen hoe het “Behoud van energie” in dit geval werkt?

  • rudiev

    28 januari 2009

    Plasma is bijvoorbeeld een gas dat zo heet is geworden dat de één of meerdere elektronen los komen van het atoom en zich vrijelijk kunnen bewegen in het plasma.
    Maar lees ook even http://nl.wikipedia.org/wiki/Plasma_(aggregatietoestand)
    Kan een plasma ook zo heet worden dat het elementen uit elkaar laten vallen? Volgens mij bestond de ‘materie’ in het begin van het heelal aan het eind van de big bang, voordat er de lichste elementen zoals waterstof zich vormde, toch ook uit plasma? Of met andere woorden kan een zwart gat het verbruikte materie dat zich gevormd heeft naar allerlei lichte maar ook veel zwaardere elementen door de werking van het maken van zonnen en planeten deze materie weer omzetten naar zijn begin vorm, vooral waterstof, zodat zich weer opnieuw zonnen en planeten kunnen gaan vormen. Dus eigenlijk een recycling.

  • bladerunner

    29 januari 2009

    @Thierry:
    De wet op behoud van energie (en volgens E=Mc^2 dus ook massa) stelt dat energie niet kan worden gemaakt of (totaal) vernietigd. D.w.z: als je een bepaalde hoeveelheid massa (dus energie) hebt, en je zou deze massa vernietigen d.m.v. kern splitsing, dan is de totale energie die vrij komt (plus de eventuele massa die niet vernietigd werd) de som van het geheel. Dus energie (of massa) kan wel van vorm veranderen (b.v.b. van kinetisch naar thermisch), maar de hoeveelheid blijft altijd gelijk. Dit is op alles, dus ook zwarte gaten van toepassing. Er is dus bij een zwart gat geen sprake van een andere werking of een aangepaste wet. Wel kunnen er onder bepaalde laboratorium condities afwijkingen tussen massa en de hoeveelheid energie ontstaan. Dit is echter zeer weinig en is van de orde: p/p*c^2. (p=dichtheid, c = lichtsnelheid) Maar ook dan geldt dat de som van de delen weer gelijk is aan het geheel.
    Een snel ronddraaiend zwart gat zet dus een deel van zijn massa om in kinetische energie. Maar er gaat niets verloren: de kinetische energie + de rest massa is gelijk aan de som van het geheel.

  • bladerunner

    29 januari 2009

    @rudiev:
    In het heelal vinden allerlei vormen van recycling plaats. Een supernova explosie b.v.b. (waar ook plasma in voorkomt) vormt de basis van zware elementen en de bron voor nieuwe stervorming. Het is net als met de wet op behoud van energie: niets gaat verloren.
    Als de temperatuur maar hoog genoeg is/wordt (zoals direct na de big bang of crunch) is er gewoon (nog) geen materie. Alleen maar de losse deeltjes zoals quarks, leptons en hadrons. Pas bij een lagere temperatuur worden de eerste elektronen gevormd, en weer wat later de protonen en tenslotte de neutronen.
    Maar ook dan moet de temperatuur nog wat lager worden wil het eerste waterstof atoom (dus de eerste materie) kunnen worden gevormd. Dat is in de eerste instantie dus automatisch de plasma toestand, en pas veel later de gasvormige.

  • armand

    31 januari 2009

    @Bladerunner
    Als recycling plaats vindt en er nieuwe sterren gevormd kunnen worden uit supernova restanten .. is het dan niet kortzichtig dat men slechts in een big bang gelooft?

    Vinden er dan niet continu heel veel verschillende bangs plaats in het universum?
    Dan kan het zo zijn dat de voor ons bekende Big Bang niet de allereerste bang was in het universum, multiversum, maar dat er eerder al grotere of kleinere bangs zijn geweest, waaruit de Big Bang ook weer is ontstaan.

    Kijk ik ben geen specialist, maar zou dat een mogelijkheid zijn?

  • bladerunner

    31 januari 2009

    De “M” theorie (multiversums) stelt juist dat. Volgens deze theorie zouden er meerdere universa zijn. En “botsingen” tussen deze universa zouden nieuwe big bangs (kunnen) veroorzaken.
    Het is heel aannemelijk om te veronderstellen dat ons heelal zou kunnen krimpen tot een “big crunch” en vervolgens een nieuwe big bang. Dus één grote kosmische cyclus als een soort “hartslag”. Er is echter één probleem:
    De z.g.n. kritisch dichtheid die voor voldoende massa zou moeten zorgen (dus aantrekkingskracht) zou te laag zijn. Dit betekent dat het heelal uitzet, en geen punt kan bereiken waarop alles weer “terug loopt”. Men noemt dit een “open heelal”. Verder zou de beruchte donkere materie alles nog verder uiteen duwen. (vanwege de “negatieve zwaartekracht” effecten) Maar als dit waar is, ondersteund dit de gedachte dat uitzettende universa kunnen botsen.

  • Anoniem

    31 januari 2009

    Ja

  • bladerunner

    31 januari 2009

    edit:
    Sommige metingen suggereren dat de dichtheid van het heelal haast gelijk is aan de kritische dichtheid.
    Dit betekent dat we op de grens balanceren van een open of gesloten heelal.
    M.a.w: alles is nog mogelijk.

  • We

    13 april 2011

    @Twix 2,1 Lichtjaár in Perseus

Een reactie plaatsen is niet meer mogelijk.