Het immense zwarte gat ligt in de Grote Magelhaense Wolk, een van de dichtstbijzijnde sterrenstelsels bij onze Melkweg.
Astronomen hebben overtuigend bewijs gevonden voor het dichtstbijzijnde superzware zwarte gat buiten de Melkweg. Dit gigantische monster schuilt in de Grote Magelhaense Wolk, een van de naaste kosmische buren van onze Melkweg. “Het is ongelooflijk om te realiseren dat we een ander superzwaar zwart gat vrijwel om de hoek hebben”, zegt onderzoeksleider Jesse Han. “Zwarte gaten zijn zo ongrijpbaar, dat dit exemplaar al die tijd gewoon onder onze neus verborgen bleef.”
Ontdekking
Met behulp van gegevens van Gaia, een satelliet van de Europese Ruimtevaartorganisatie die met onvoorstelbare precisie de bewegingen van meer dan een miljard sterren in de Melkweg volgt, ontdekten de onderzoekers dit verborgen zwarte gat. Ze maakten ook gebruik van nieuwe inzichten in de baan van de Grote Magelhaense Wolk rond de Melkweg, die recent door andere wetenschappers zijn verkregen.
Hypersnelle sterren
Heel concreet volgden de onderzoekers met haarscherpe precisie de bewegingen van 21 sterren aan de rand van de Melkweg, zo schrijven ze in het vakblad The Astrophysical Journal. Deze sterren razen zo snel door de ruimte dat ze uiteindelijk aan de zwaartekracht van de Melkweg – of een ander sterrenstelsel – zullen ontsnappen. Astronomen noemen deze sterren ‘hypervelocity stars’ (of letterlijk vertaald hypersnelle sterren).
Hypersnelle sterren ontstaan wanneer een dubbelstersysteem te dicht in de buurt komt van een superzwaar zwart gat. De enorme zwaartekracht van het zwarte gat scheurt de sterren uit elkaar: de ene wordt gevangen in een snelle baan rond het zwarte gat, terwijl de andere met duizenden kilometers per seconde wordt weggeslingerd – en zo wordt een hypersnelle ster geboren.
Net zoals forensische experts de herkomst van een kogel kunnen achterhalen aan de hand van zijn baan, traceerden de onderzoekers de oorsprong van deze ‘hypersnelle sterren’. Ze ontdekten dat ongeveer de helft van deze sterren verbonden is met het superzware zwarte gat in het hart van de Melkweg. Maar de andere helft bleek afkomstig van een tot dan toe onbekend, gigantisch zwart gat in de Grote Magelhaense Wolk. “We wisten al een tijdje dat deze hypersnelle sterren bestonden”, vertelt mede-auteur Kareem El-Badry. “Maar dankzij Gaia hebben we nu eindelijk de gegevens in handen om hun ware oorsprong te achterhalen. Door deze informatie te combineren met onze nieuwe theorieën over de beweging van sterren, hebben we deze verbazingwekkende ontdekking kunnen doen.”
Snelheidsboost
Een cruciaal onderdeel van het onderzoek was een voorspelling uit hun theoretisch model: een superzwaar zwart gat in de Grote Magelhaense Wolk zou een cluster van hypersnelle sterren moeten creëren in een specifiek deel van de Melkweg, dankzij de manier waarop de Grote Magelhaense Wolk rond ons sterrenstelsel beweegt. Sterren die in de richting van de Grote Magelhaense Wolk worden weggeslingerd, zouden een extra snelheidsboost moeten krijgen. En inderdaad, de gegevens bevestigden het bestaan van zo’n cluster.
Andere oorzaken
De onderzoekers ontdekten dat de eigenschappen van de hypersnelle sterren niet verklaard konden worden door andere oorzaken, zoals sterren die worden weggeslingerd bij een supernova-explosie van hun begeleidende ster, of sterren die op een vergelijkbare manier worden uitgestoten in een dubbelstersysteem zonder de invloed van een superzwaar zwart gat. “De enige verklaring die we voor deze gegevens kunnen bedenken, is het bestaan van een gigantisch zwart gat in ons naburige sterrenstelsel”, concludeert mede-auteur Scott Lucchini. “In onze kosmische buurt is het dus niet alleen het superzware zwarte gat van de Melkweg dat sterren uit zijn stelsel slingert.”
Door de snelheden van de sterren te bestuderen en het aantal sterren te vergelijken dat werd weggeslingerd door de superzware zwarte gaten van de Grote Magelhaense Wolk en de Melkweg, berekende het team dat het zwarte gat in de Grote Magelhaense Wolk ongeveer 600.000 keer de massa van de zon heeft. Ter vergelijking: het superzware zwarte gat in het hart van de Melkweg heeft een massa van zo’n 4 miljoen zonmassa’s. En dat is eigenlijk nog niets. Elders in het universum vinden we zelfs zwarte gaten met een massa die miljarden keren groter is dan die van de zon.
