Stel je voor: je gooit een steen in stilstaand water, maar in plaats van dat de rimpelingen zich recht naar buiten verspreiden, worden ze zijwaarts getrokken. Dat is in essentie wat er gebeurt rond superzware zwarte gaten. Wat honderd jaar geleden een pure wiskundige voorspelling van Einstein leek, is nu met hard bewijs vastgelegd: de rotatie van deze kosmische monsters trekt letterlijk de structuur van de ruimtetijd met zich mee.
Dit is geen abstracte theorie meer; het is een directe observatie van het frame-dragging effect, ook bekend als de Lense-Thirring precessie. Als je dit fenomeen negeert terwijl je kijkt naar hoe zwarte gaten werken, mis je een cruciaal stuk van de puzzel over hoe materie en energie rond deze extreme objecten worden beheerd. We duiken in hoe een stervende ster en een slimme analyse van röntgenstraling dit kosmische wiel voor ons hebben blootgelegd.
Die spiraal die je nooit zag: het Lense-Thirring effect uitgelegd
De kern van deze ontdekking is een concept dat zo vreemd is dat het bijna niet te bevatten is: massa die roteert, creëert gravitomagnetische velden. Denk aan een draaiende tol die het water om zich heen meesleurt. Zo sleept een roterend zwart gat (dat miljarden keren zwaarder is dan onze zon) de vierdimensionale stof van het universum met zich mee.
De theorie dateerde al uit 1918, maar de signalen waren te subtiel om op te vangen. Totdat dit ene specifieke kosmische drama zich voordeed:
- Tidal Disruption Event (TDE): Een ster kwam net iets te dicht bij het zwarte gat.
- Gravitationele scheuren: De getijdenkrachten van het zwarte gat reikten uit en verscheurden de ster volledig.
- Accretieschijf en Jet: Het puin vormde een roterende schijf, waarbij een deel naar buiten werd geslingerd in jets, bijna met de lichtsnelheid.
Hoe een stervende ster ons de roterende hand van Einstein liet zien
Het team, geleid door Chinese en Britse astronomen, keek naar de naschokken van deze kosmische maaltijd, gecatalogiseerd als AT2020afhd. Wat ze zagen, was revolutionair en totaal onverwacht in standaardmodellen.
Toen de onderzoekers de röntgen- en radiogolven analyseerden met behulp van de Swift en VLA telescopen, zagen ze iets vreemds gebeuren met de uitgestoten energie. In plaats van een stabiele stroom, observeerden ze een duidelijke, ritmische oscillatie met een cyclus van precies 20 dagen. Dit ritme was de handtekening van het meegesleurde ruimtetijd.
Cosimo Inserra van Cardiff University merkte op dat we nu letterlijk zien hoe een roterend zwaar object een gravitomagnetisch veld genereert dat andere objecten beïnvloedt. Dit is het bewijs dat de rotatie van het zwarte gat de baan van de hete materie in de schijf ‘stuurt’.
Waarom dit belangrijker is dan alleen een wetenschappelijke bevestiging
Voor ons, degenen die op aarde de kranten lezen, klinkt dit misschien ver van ons bed, maar de implicaties voor onze kosmische kennis zijn immens. Denk aan de Nederlandse scheepvaartgeschiedenis: je moet de stroming kennen om je koers te bepalen. Dit frame-dragging effect is de kosmische stroming.
De meeste eerdere TDE's zagen er ‘normaal’ uit. Dit specifieke explosiegeval was de perfecte storm omdat de variaties kort en krachtig waren—net wat nodig was om het effect te isoleren. Dit geeft ons een compleet nieuwe, krachtige meetlat.
De 'spin' (rotatiesnelheid) van een zwart gat is een van de moeilijkst te meten eigenschappen, maar het bepaalt hoe het zwarte gat zijn omgeving, en uiteindelijk zijn gaststelsel, beïnvloedt. Door deze Lense-Thirring precessie te meten, kunnen we de spin nauwkeuriger vaststellen dan ooit tevoren.
Dit betekent dat we nu veel beter kunnen voorspellen hoe die gigantische zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels de evolutie van die stelsels sturen. Dit is niet alleen astronomie; het is de ontdekking hoe onze 'kosmische achtertuin' wordt gerangschikt.
Wat denk jij dat de volgende stap moet zijn? Als we de rotatie van zwarte gaten zo precies kunnen meten, welke andere 'onmeetbare' eigenschappen in het universum zouden we dan nu ook in zicht kunnen krijgen?
