Meer dan honderd jaar bleef het slechts een theoretische zekerheid, goed voor natuurkundeboeken en universiteitsborden. Nu is het echter een echte observatie geworden. Astronomen hebben een ruimte-tijdvortex rond een zwart gat gezien, precies zoals Albert Einstein had voorspeld. En niet dankzij een zorgvuldig opgebouwd experiment, maar dankzij – of dankzij – het gewelddadige einde van een ster.
Het begon allemaal toen een ster iets te dicht bij een superzwaar zwart gat kwam. Het was geen goed idee. De zwaartekracht strekte het uit, brak het en transformeerde het in een stroom gloeiend gas. Dit type gebeurtenis heeft ook een specifieke naam: getijdenvernietigingsgebeurtenis, in het Engels gebeurtenis van getijdenverstoring. Degene die door astronomen werd waargenomen, werd geregistreerd als AT2020afhd.
Na vernietiging verdwijnt stellair materiaal niet onmiddellijk. In plaats daarvan vormt het een lichtgevende schijf die rond het zwarte gat draait, terwijl een deel van de materie in de vorm van zeer krachtige jets de ruimte in wordt geslingerd, bijna met de snelheid van het licht. Het is een chaotisch, onstabiel systeem, maar juist daarom rijk aan informatie.
De wetenschappers merkten iets vreemds op: het licht dat door de röntgenfoto’s werd uitgezonden, nam regelmatig toe en af, in een cyclus van ongeveer 19,6 dagen. Kort daarna lieten ook radiowaarnemingen exact hetzelfde ritme zien. Het was geen toeval. De signalen oscilleerden samen, alsof het hele systeem langzaam aan het schommelen was.
Die swing ging niet alleen over materie. Het ging over ruimte-tijd.
Wanneer een zwart gat de ruimte-tijd versleept en een onzichtbare draaikolk creëert
Volgens de algemene relativiteitstheorie trekt een zeer massief object dat om zichzelf draait niet zomaar zijn omgeving aan. Het doet meer: het sleept de ruimte-tijd mee en vervormt het. Dit effect wordt Lense-Thirring-precessie genoemd en werd ruim een eeuw geleden wiskundig beschreven, maar nog nooit zo duidelijk waargenomen nabij een zwart gat.
In de praktijk gedraagt het zwarte gat zich als een kosmische tol. Terwijl het ronddraait, creëert het een soort onzichtbare draaikolk die de schijf van gas en jets dwingt om langzaam van richting te veranderen. Terwijl de schijf kantelt, verandert de hoeveelheid röntgenlicht die we vanaf de aarde zien. Terwijl de jet beweegt, neemt ook het radiosignaal toe of af. Alles volgt dezelfde beweging, hetzelfde ritme.
Cosimo Inserra, onderzoeker aan de Universiteit van Cardiff en co-auteur van het onderzoek, legde uit dat deze waarneming het meest overtuigende bewijs vertegenwoordigt dat ooit is verkregen voor het meeslepen van ruimte-tijd door een zwart gat. Een geschenk, zo omschreef hij het, voor de natuurkunde.
Om tot dit resultaat te komen, kruiste het team gegevens van NASA’s Swift-ruimtetelescoop, gespecialiseerd in röntgenstraling, met die van de Very Large Array, een van de krachtigste radiotelescopen ter wereld. In het verleden werden soortgelijke gebeurtenissen niet lang genoeg via de ether gevolgd en werd het fenomeen eenvoudigweg gemist.
Omdat deze ontdekking ertoe doet, zelfs buiten de natuurkundeboeken om
De waarde van deze observatie gaat verder dan de bevestiging van Einstein. Bij het analyseren van de gegevens ontdekten astronomen dat het betrokken zwarte gat niet bijzonder snel lijkt te roteren. Een belangrijk detail, omdat het het idee in twijfel trekt dat alleen de snelste zwarte gaten zulke energetische jets kunnen produceren.
Dan is er nog een cruciaal aspect. Getijdenvernietigingsgebeurtenissen van de afgelopen maanden, geen kosmische tijdperken. Dit betekent dat we voor één keer de evolutie van een systeem dat wordt gedomineerd door een zwart gat, bijna in realtime kunnen observeren. Volgens de onderzoekers zal het in de toekomst voldoende zijn om regelmatige oscillaties in röntgenstraling te onderscheppen om te begrijpen wanneer het de moeite waard is om onmiddellijk op radiotelescopen te richten.
AT2020afhd transformeerde een abstracte voorspelling in een waargenomen feit. Hij liet zien dat een zwart gat inderdaad de ruimte-tijd eromheen kan slepen, alsof de werkelijkheid een elastische substantie is. En het herinnert ons eraan dat de belangrijkste ontdekkingen vaak ontstaan in momenten van chaos, wanneer een ster sterft en, zonder het te willen, een van de diepste geheimen van het universum aan het licht brengt.
De studie werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
