Voor het eerst hebben astronomen de duizelingwekkende snelheid van een deeltjesstraal uit een zwart gat direct gemeten: 99,5 procent van de lichtsnelheid. De ontdekking, gedaan met een continentale radiotelescoop in Australië, onthult een kosmische motor van bijna onvoorstelbare kracht.
## Het relativistische kanon aan de hemel
## Een telescoop zo groot als een continent
## Waarom deze meting ertoe doet
Het fenomeen komt van een dubbelstersysteem genaamd MAXI J1820+070, ongeveer 10.000 lichtjaar van de aarde. Dit systeem bevat een stellair zwart gat, een overblijfsel van een ingestorte ster, dat actief materiaal van een begeleidende ster aantrekt. Terwijl dit gestolen gas naar binnen spiraalt, vormt het een oververhitte schijf. Vanuit de polen van deze schijf lanceert het zwart gat dubbele stralen, of jets, van subatomaire deeltjes de leegte in. Deze jets zijn een fundamenteel kenmerk van zwarte gaten, maar hun precieze mechanica bleef ongrijpbaar.
Om dit op te lossen, wendde een internationaal team onder leiding van Australische onderzoekers zich tot de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), een netwerk van 36 schotelantennes verspreid over honderden kilometers in West-Australië. Door hun signalen te combineren, fungeert ASKAP als een enkel, continentgroot oog. In april 2022 detecteerden ze een plotselinge, krachtige uitbarsting van de jets van MAXI J1820+070. Cruciaal was dat ze een tijdsvertraging zagen tussen de aankomst van licht van de basis van de jet en een heldere klont materie verderop. Deze vertraging, slechts 52 milliseconden, stelde hen in staat een kosmische snelheidsberekening uit te voeren.
Het resultaat was een directe meting van de bulk-snelheid van de jet: 299.537 kilometer per seconde, of 99,5 procent van de lichtsnelheid. Het team berekende ook het kinetisch vermogen van de jet en ontdekte dat het kan wedijveren met het totale stralingsvermogen van de hele accretieschijf. Dit betekent dat het zwart gat evenveel energie kanaliseert in het slingeren van deeltjes de diepe ruimte in als in het genereren van het schitterende licht uit zijn directe omgeving. De bevinding biedt het eerste concrete ijkpunt voor theoretische modellen van hoe zwarte gaten zwaartekracht-energie omzetten in deze gefocusseerde stralen.
Deze mijlpaalmeting biedt een nieuwe empirische basis voor de astrofysica. Door de extreme snelheden en immense kracht van deze relativistische jets te bevestigen, hebben wetenschappers nu een cruciaal datapunt om een van de meest efficiënte en gewelddadige motoren van het universum te begrijpen. Het toont aan dat de energie die in deze smalle stralen wordt gestopt een dominante, en voorheen ondergewaardeerde, output is van een voedend zwart gat, wat ons begrip van hoe deze objecten interacteren met en hun galactische omgeving beïnvloeden, hervormt.
