Ongeveer de helft van de zwarte gaten die sterren verslinden, “boert” hun stellaire overblijfselen jaren later weer op.
Astronomen deden de ontdekking na jarenlang te hebben gekeken naar zwarte gaten die betrokken zijn bij getijdenverstoringsgebeurtenissen (TDE’s).
TDE’s ontstaan wanneer sterren te dicht bij zwarte gaten komen. De enorme zwaartekracht van deze kosmische monsters oefent ongelooflijke getijdenkrachten uit die de sterren uitrekken en samendrukken – een proces dat spaghettificatie wordt genoemd. De ongelukkige sterren die betrokken zijn bij TDE’s worden binnen enkele uren uit elkaar gescheurd of “ontrafeld”, met een krachtige flits van elektromagnetische straling in zichtbaar licht.
Een deel van het stellaire materiaal van de vernietigde ster wordt weggeslingerd van het zwarte gat, terwijl de rest een dunne frisbee-achtige structuur eromheen vormt, een zogenaamde accretieschijf, die dat materiaal geleidelijk naar het zwarte gat voert. In de beginperiode is de accretieschijf onstabiel en klotst de materie rond en botst tegen zichzelf, waardoor uitstromen ontstaan die door radiogolven kunnen worden waargenomen. Maar astronomen kijken traditioneel slechts een paar maanden na de TDE’s naar deze steretende zwarte gaten.
In het nieuwe onderzoek keken astronomen echter honderden dagen lang naar zwarte gaten die betrokken waren bij TDE’s, waarbij ze ontdekten dat in 50% van de gevallen de zwarte gaten jaren na de TDE de stellaire materie weer “opboeren”.
“Als je jaren later kijkt, zal een heel, heel groot deel van deze zwarte gaten, die in deze vroege tijden nog geen radio-emissie hebben, feitelijk plotseling ‘aangaan’ in radiogolven“, volgens Yvette Cendes, een onderzoeksmedewerker bij het Havard en Smithsonian Center for Astrophysics.
“Ik noem het een ‘boer’ omdat we een soort vertraging hebben waarbij dit materiaal pas veel later uit de accretieschijf komt dan mensen hadden verwacht.“
De heruitzending van dit materiaal bij 10 van de 24 zwarte gaten vond plaats tussen 2 en 6 jaar na de stervernietigende gebeurtenissen. De waarnemingen worden beschreven in een onderzoek dat op 25 augustus is geüpload maar nog niet door vakgenoten is beoordeeld.
Rommelige eters
Cendes en het team weten niet waardoor zwarte gaten na vele jaren ‘inschakelen’, maar wat het ook is, het komt zeker niet van binnenuit de zwarte gaten. Zwarte gaten worden gemarkeerd door een waarnemingshorizon, het punt waarop de zwaartekracht zo sterk is dat zelfs licht niet kan ontsnappen. “Zwarte gaten zijn zeer extreme zwaartekrachtomgevingen, zelfs voordat je die waarnemingshorizon passeert, en dat is wat dit werkelijk drijft“, zei Cendes. . ‘We begrijpen niet helemaal of het materiaal dat in radiogolven wordt waargenomen afkomstig is van de accretieschijf of dat het ergens dichter bij het zwarte gat wordt opgeslagen. Zwarte gaten zijn echter beslist rommelige eters.’
Een deel van het mysterie komt voort uit computermodellen die TDE’s simuleren, die doorgaans slechts enkele weken na de vernietiging van de ster eindigen. Het nieuwe onderzoek suggereert dat de modellen moeten worden bijgewerkt voor langere periodes om dit onverwachte gedrag van zwarte gaten vast te leggen. In twee gevallen bereikten de door zwarte gaten uitgezonden radiogolven bijvoorbeeld een piek, vervaagden weer om vervolgens weer een piek te bereiken.
“Er was een tweede piek, de twee zwarte gaten werden opnieuw helderder, en dat is volkomen nieuw en onverwacht“, zei Cendes. “Mensen dachten dat er één uitstroom zou zijn, en dan is het zo ongeveer klaar. Deze observatie betekent dus dat deze zwarte gaten kunnen ‘aan gaan’ en dan weer ‘uit gaan’.“
Cendes zei dat het team alle TDE-veroorzakende zwarte gaten in de gaten zal blijven houden, vooral omdat sommige ervan nog steeds helderder worden.