Het bestaan van een zwart gat op slechts duizend lichtjaar afstand werd al betwist, maar is nu daadwerkelijk ontkracht.

In 2020 kwamen astronomen met groot nieuws. Op slechts duizend lichtjaar afstand hadden ze namelijk een heus zwart gat gespot. Een bijzondere ontdekking. Want met die afstand was dit het meest nabije zwarte gat dat tot nu toe was gevonden. Toch deed deze ontdekking menig astronoom de wenkbrauwen fronsen. Want was het wel echt een zwart gat wat de astronomen hadden gezien?

HR 6819
Het vermeende dichtstbijzijnde zwarte gat zou deel uitmaken van een drievoudig systeem, bekend als HR 6819. Eén van de sterren zou in veertien dagen een rondje rond het zwarte gat voltooien, terwijl een tweede ster in een veel ruimere omloopbaan daaromheen cirkelt. Het systeem bevindt zich in het zuidelijke sterrenbeeld Telescoop en is zo dichtbij, dat de twee begeleidende sterren op een donkere, heldere avond zonder telescoop of verrekijker aan de nachtelijke hemel te bewonderen zijn.

Deze kaart toont de positie van het drievoudige systeem HR 6819 in het sterrenbeeld Telescopium (Telescoop), dat ‘het meest nabije zwarte gat dat tot nu toe is waargenomen’ zou bevatten. Op de kaart staan bijna alle sterren die onder goede omstandigheden zichtbaar zijn met het blote oog. HR 6819 is rood omcirkeld. Hoewel het zwarte gat zelf onzichtbaar is, zijn de beide sterren in het systeem vanaf het zuidelijk halfrond op een donkere, heldere avond waarneembaar zonder verrekijker of telescoop. Afbeelding: ESO, IAU and Sky & Telescope

Niet geheel verwonderlijk kreeg deze ontdekking veel aandacht, zowel van de pers als van wetenschappers. Sommige astronomen begonnen zelfs vraagtekens te zetten. De Chileense ESO-astronoom en onderzoeksleider Thomas Rivinius was daar overigens niet erg verbaasd over. “Het is niet alleen normaal, maar ook nodig dat resultaten kritisch worden bekeken,” zegt hij, “zeker als een resultaat de krantenkoppen haalt.”

Betwist
Eén van de onderzoeksgroepen die de ontdekking betwistte, was een internationaal team van de KU Leuven in België. Onderzoeker Julia Bodensteiner stelde op basis van dezelfde gegevens namelijk een hele andere verklaring voor: HR 6819 zou ook een systeem zónder zwart gat kunnen zijn, bestaande uit slechts twee sterren die in veertig dagen om elkaar draaien. Dit alternatieve scenario zou vereisen dat een van de sterren ‘ontmanteld’ is, wat betekent dat hij in het recente verleden een groot deel van zijn massa aan de andere ster heeft verloren.

Herkansing
Om het mysterie voor eens en voor altijd op te lossen, besloten de twee teams de handen in een te slaan en samen in een nieuwe studie op zoek te gaan naar de waarheid. Met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) en Very Large Telescope Interferometer (VLTI) bestudeerden ze HR 6819 opnieuw. “De scenario’s waarnaar we op zoek waren, zijn zeer verschillend en met het juiste instrument gemakkelijk van elkaar te onderscheiden,” vertelt Rivinius. “We waren het erover eens dat het systeem twee lichtbronnen bevat. De vraag was echter of ze dicht om elkaar heen draaien, zoals in het scenario met de ontmantelde ster, of ver van elkaar verwijderd zijn, zoals in het scenario met het zwarte gat.”

Geen zwart gat
Het onderzoek leidt tot een misschien wat ontnuchterende conclusie. Want het vermeende zwarte gat in HR 6819 blijkt een luchtspiegeling. Het meest nabije ‘stelsel met een zwart gat’ blijkt helemaal geen zwart gat te bevatten. Krachtige instrumenten bevestigden dat er geen heldere begeleider in een wijdere omloopbaan te vinden is en dat de twee heldere lichtbronnen slechts een derde van de afstand aarde-zon van elkaar verwijderd zijn. Dit betekent dat HR 6819 een dubbelster is zonder zwart gat.

Zeldzame dubbelster
Weliswaar gaat het hier wel om een bijzondere dubbelster, die zich in een zeldzame en kortstondige evolutiefase bevindt. “Voor zover we nu weten, hebben we hier te maken met een stersysteem waarin de ene ster de atmosfeer van zijn metgezel heeft ‘weggezogen’,” vertelt Bodensteiner. “Dit is een veelvoorkomend verschijnsel in compacte dubbelsterren, dat ook wel ‘stellair vampirisme’ wordt genoemd. Terwijl de donorster een deel van zijn materiaal kwijtraakte, is de ontvangende ster sneller gaan draaien.” De kans dat je getuige bent van de nasleep van zo’n interactie is extreem klein, omdat deze zo kort duurt. En dat maakt HR 6819 ook zo interessant: het is een perfecte kandidaat om te onderzoeken hoe dit vampirisme de evolutie van zware sterren, en daarmee gepaard gaande verschijnselen zoals zwaartekrachtgolven en hevige supernova-explosies, beïnvloedt.

Vervolgonderzoek ligt alweer in het verschiet. Het plan is om HR 6819 van dichterbij te bekijken, om zo de evolutie ervan beter te gaan begrijpen. Die kennis kan weer gebruikt worden om meer te weten te komen over andere dubbelstersystemen. Wat de zoektocht naar zwarte gaten betreft? Het team blijft optimistisch. “Zwarte gaten van stellaire massa blijven door hun aard erg ongrijpbaar,” zegt Rivinius. Ruwe schattingen wijzen er echter op dat er alleen al in ons Melkwegstelsel tientallen tot honderden miljoenen zwarte gaten moeten zijn. Het is waarschijnlijk slechts een kwestie van tijd voordat astronomen ze aan het licht brengen.