Astronomen van de Universiteit van Leicester hebben voor het eerst de val van materie in een superzwaar zwart gat geregistreerd met een snelheid die gelijk is aan 30 procent van de lichtsnelheid. Dit geeft aan dat het plasma dat in een baan om het gat cirkelt, geen platte accretieschijf vormt, maar een complexe structuur van chaotische ringen. Het artikel van wetenschappers is gepubliceerd in het tijdschrift Royal Astronomical Society.
PG211 + 143, meer dan een miljard lichtjaar van de aarde verwijderd, is een Seyfert-sterrenstelsel, dat wil zeggen een sterrenstelsel met een actieve kern die een enorme hoeveelheid energie afgeeft. In het midden van de kern bevindt zich een voedend superzwaar zwart gat, waarrond een schijf van snel roterende materie is. Deze schijf zendt krachtige elektromagnetische straling uit die de Eddington-limiet overschrijdt, dat wil zeggen dat de kracht van de opkomende velden in sommige gebieden groter is dan de zwaartekracht van het zwarte gat. Het resultaat is ultrasnelle uitstroom (UFO's) van plasma die 0,2 keer de lichtsnelheid bereiken.
Gegevens van de XMM-Newton Ruimtetelescoop en andere instrumenten hebben aangetoond dat de binnenschijf rond het zwarte gat een complexe structuur heeft, waardoor ultrasnelle uitwerpingen uit verschillende regio's zich met verschillende snelheden ontwikkelen. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat sommige van deze ejecties rechtstreeks in een zwart gat kunnen vallen, waardoor het idee van een platte accretieschijf wordt uitgedaagd, waarin materie langzaam naar de waarnemingshorizon beweegt.
Berekeningen tonen aan dat de schijven in actieve galactische kernen worden beïnvloed door de krachten die voortkomen uit het Lense-Thirring-effect, dat wordt waargenomen nabij roterende massieve lichamen. Er verschijnen extra versnellingen, vergelijkbaar met de Coriolis-versnelling. Als gevolg hiervan barst de schijf uiteen in afzonderlijke gasringen, die willekeurig beginnen te verschuiven. Deze ringen kunnen met elkaar in botsing komen, waardoor de materie erin snelheid verliest en in een zwart gat valt. In dit geval kan het resterende impulsmoment, dat de rotatiebeweging kenmerkt, het gas een schijf met een kleinere straal laten vormen.
Wetenschappers analyseerden gegevens die waren verkregen met de XMM-Newton-ruimtetelescoop en vonden bewijs van een kortstondige plasmastroom die met 0,3 keer de lichtsnelheid in een zwart gat werd gericht. Dit bewijst dat accretieschijven inderdaad in staat zijn om te splitsen.
Astronomen merken op dat deze chaotische aangroei ervoor zorgt dat het zwarte gat niet ronddraait en het snel laat groeien. Dit zou helpen bij het oplossen van het probleem van superzware zwarte gaten in het vroege heelal, die volgens één hypothese voortkwamen uit grote "embryo's" - zwarte gaten die rechtstreeks zijn gevormd uit gigantische gaswolken of uit de ineenstorting van bijzonder grote sterren. De onderzoeksresultaten laten zien dat zulke massieve embryo's niet nodig zijn.
