Meest gedetailleerde simulatie van zwart gat lost veertig jaar oud mysterie op

Deze computersimulatie laat zien dat het binnengebied van de gasschijf (rood) uitlijnt met het zwarte gat. (c) Sasha Tchekhovskoy/Northwestern University; Matthew Liska/UvA
Deze computersimulatie laat zien dat het binnengebied van de gasschijf (rood) uitlijnt met het zwarte gat. (c) Sasha Tchekhovskoy/Northwestern University; Matthew Liska/UvA

Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Matthew Liska (Universiteit van Amsterdam) heeft de meest gedetailleerde computersimulatie tot nu toe gemaakt van een zwart gat. De simulatie ondersteunt de in 1975 geponeerde stelling dat de gasschijf rond een zwart gat uitlijnt met dat zwarte gat. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het julinummer van het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

De stelling over het uitgelijnde zwarte gat uit 1975 staat bekend als de Bardeen-Petterson-effect. Het is genoemd naar de natuurkundige John Bardeen en de astrofysicus Jacobus Petterson. Zij stelden dat een ronddraaiend zwart gat er als vanzelf voor zou zorgen dat een gekantelde accretieschijf wordt uitgelijnd.

Computerkracht
Tot nu toe waren de simulaties echter niet gedetailleerd genoeg om het Bardeen-Petterson-effect te bewijzen. Dat kwam onder andere doordat er veel computerkracht nodig is om de situatie rond een zwart gat goed te simuleren.

Met extra computerkracht en slimme rekenmethoden heeft het internationale onderzoeksteam onder leiding van Matthew Liska nu laten zien dat het binnenste gedeelte van de accretieschijf uitlijnt met het zwarte gat. Daarbij blijven de buitengebieden gekanteld en is er tussen het binnengebied en het buitengebied een geleidelijke overgang.

Artikel
Bardeen–Petterson alignment, jets, and magnetic truncation in GRMHD simulations of tilted thin accretion discs. By: M. Liska (UvA) , A. Tchekhovskoy (Northwestern University), A. Ingram (University of Oxford), M. van der Klis (UvA). In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 487, Issue 1, July 2019, Pages 550–561, https://doi.org/10.1093/mnras/stz834

Meer informatie, foto's en filmpjes in het Engelse nieuwsbericht van de Northwestern University (Evanston, Verenigde Staten)