De Event Horizon Telescope onthult de exacte oorsprong van de kolossale jet van het zwarte gat M87*

Astronomen van de wereldwijde Event Horizon Telescope (EHT) collaboratie hebben een wetenschappelijke doorbraak van formaat aangekondigd. Het team is erin geslaagd om met ongekende precisie het startpunt te bepalen van de gigantische jet die uit het supermassieve zwarte gat M87* spuit. Deze ontdekking is het resultaat van een diepgaande analyse van waarnemingsgegevens die in de loop van 2021 zijn verzameld. Deze data leveren voor het eerst direct observationeel bewijs voor de exacte locatie waar de krachtige uitstoot van energetische, geladen deeltjes in de ruimte wordt gelanceerd.

Het centrale object van dit onderzoek, M87*, bevindt zich in het hart van het sterrenstelsel Messier 87 (M87), op een astronomische afstand van ongeveer 55 miljoen lichtjaar van onze aarde. De kern van de ontdekking ligt in het traceren van de basis van de jet, een gebied dat voorheen onzichtbaar bleef tegen de achtergrond van de 'schaduw' van het zwarte gat, zoals vastgelegd in eerdere datasets. Uit de meest recente metingen blijkt dat de jet zelf een verbazingwekkende lengte van 3000 lichtjaar bereikt, terwijl het nieuw geïdentificeerde punt van oorsprong zich op een afstand van minder dan een tiende lichtjaar — specifiek ongeveer 0,09 lichtjaar — van het zwarte gat bevindt.

Aan dit prestigieuze project werkten diverse vooraanstaande wetenschappers mee, waaronder groepsleider Saurabh van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie (MPIfR) en teamlid Hendrik Müller van de National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Ook Sebastiano von Fellenberg, voorheen verbonden aan het MPIfR en momenteel werkzaam bij het Canadian Institute for Theoretical Astrophysics (CITA), leverde een cruciale bijdrage aan de studie die is gepubliceerd in het vakblad Astronomy & Astrophysics. De onderzoekers concludeerden dat de specifieke radiostraling in de data van 2021, die nog ontbrak in de waarnemingen van 2017 tot 2019, afkomstig was uit een compacte regio in de directe nabijheid van het zwarte gat, wat exact overeenkomt met de theoretische basis van de jet.

M87* geniet wereldwijde bekendheid als het allereerste zwarte gat waarvan in april 2019 een directe afbeelding van de schaduw werd gepresenteerd, gebaseerd op gegevens uit 2017. Met een geschatte massa van ongeveer 6,5 miljard keer die van onze zon, is dit object aanzienlijk massiever dan Sagittarius A* (Sgr A*), het zwarte gat in het centrum van onze eigen Melkweg dat 'slechts' 4 miljoen zonsmassa's weegt. Voor de analyse maakten de astronomen gebruik van de techniek van Very Long Baseline Interferometry (VLBI), waardoor ze in staat waren om structuren in kaart te brengen op schalen die de Schwarzschild-straal van het zwarte gat benaderen.

De inzet van geavanceerde nieuwe instrumenten heeft de gevoeligheid van het EHT-netwerk aanzienlijk vergroot. Met name de toevoeging van de NOEMA-telescoop en de 12-meter telescoop op Kitt Peak speelde een sleutelrol door cruciale tussenliggende basislijnen te bieden voor structuren op schalen van 0,02 tot 0,2 parsec. Het vermogen om details op een afstand van slechts 0,09 lichtjaar van M87* te onderscheiden, illustreert de groeiende technologische verfijning van de EHT-collaboratie. Theoretische modellen, zoals het Blandford-Znajek (BZ) mechanisme, suggereren dat de energie voor dergelijke jets wordt onttrokken aan de rotatie-energie van het zwarte gat via magnetische velden die de waarnemingshorizon doorkruisen. Toekomstige observaties die reeds door het team zijn gepland, zullen essentieel zijn om deze bevindingen te bevestigen en mogelijk het mysterie achter het fundamentele lanceermechanisme van deze galactische jets definitief op te lossen.