Superzware zwarte gaten in het centrum van grote sterrenstelsels, zoals Sagittarius A* in de Melkweg, kunnen sterren die te dicht komen uiteenrijten. Een studie van Eric Coughlin, gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, beschrijft hoe de zwaartekracht een ster uitrekt tot een lange, dunne puinstroom die zich uiteindelijk om het zwarte gat wikkelt. Dat wikkelgedrag volgt deels uit Einsteins Algemene Relativiteitstheorie en niet uit puur Newtoniaanse zwaartekracht.
Delen van de omcirkelende stroom kunnen in botsing komen en daarbij een sterke uitbarsting van energie geven. Na zulke botsingen spiraliseert materiaal door accretie langzaam in richting het gat; zowel de botsingen als de accretie produceren zoveel straling dat de gebeurtenis tijdelijk helderder kan zijn dan het hele sterrenstelsel (ongeveer 1 biljoen zonnen). Dergelijke tidal disruption events (TDEs) zijn een van de weinige manieren om verborgen superzware zwarte gaten te bestuderen.
Hogeresolutie-computersimulaties, uitgevoerd door een team onder leiding van Lucio Mayer aan de Universiteit van Zürich met deelname van Coughlin, gebruikten smoothed particle hydrodynamics (SPH) en volgden Navier–Stokes-vergelijkingen. Hun modellen werkten met tientallen miljarden deeltjes en maakten gebruik van GPU's op krachtige supercomputers. De simulaties laten een smalle, coherente stroom zien die een voorspelbaar pad volgt voordat ze met zichzelf in botsing komt, in tegenstelling tot eerdere laagresolutie-resultaten.
- Massa van het zwarte gat
- Rotatie van het zwarte gat
- Oriëntatie van de spin ten opzichte van de baan van het puin
Als het zwarte gat roteert, veroorzaakt nodale precessie verdraaiing van het puinvlak. Daardoor kan de stroom meerdere omwentelingen missen voordat een botsing optreedt, wat helderheid en timing van de uitbarsting beïnvloedt. Met betere simulaties en krachtigere telescopen kunnen astronomen deze signalen steeds preciezer interpreteren.
Moeilijke woorden
- uiteenrijten — in stukken scheuren door sterke gravitationele krachten
- puinstroom — lange, dunne stroom van steroverblijfselen
- accretie — langzaam verzamelen en inzakken van materie
- precessie — langzame draaiing van de oriëntatie van een baan
- simulatie — rekenmodel of nabootsing van een fysisch procesHogeresolutie-computersimulaties, simulaties
- coherent — goed samenhangend, met een gelijk patroon of richtingcoherente
- vergelijking — wiskundige relatie die natuurverschijnselen beschrijftNavier–Stokes-vergelijkingen
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe kunnen nauwkeurigere simulaties en krachtigere telescopen samen helpen om eigenschappen van superzware zwarte gaten beter te bepalen?
- Welke observaties zou je verwachten als nodale precessie de botsingen meerdere omwentelingen laat missen?
- Welke praktische beperkingen (zoals rekenkracht of kosten) spelen een rol bij het uitvoeren van zulke hogeresolutie-simulaties?
Gerelateerde artikelen
Metalen buizen die niet zinken
Onderzoekers van de University of Rochester ontwikkelden metalen buizen met een superhydrofob binnenoppervlak. De buizen houden een luchtbel vast en blijven zo drijven; ze werden in laboratoriumproeven robuust getest en kunnen meerdere toepassingen hebben.
AI helpt prothese natuurlijker grijpen
Onderzoekers voegden druk- en nabijheidssensoren en kunstmatige intelligentie toe aan een commerciële prothese. De combinatie verbeterde grijpprecisie en -veiligheid, verminderde mentale inspanning en maakte veel dagelijkse taken mogelijk zonder lange training.
