‘Krasje’ op Hubble-foto blijkt 200.000 lichtjaar lange slinger vol sterren en de erfenis van een weggeslingerd zwart gat

Het is waarschijnlijk het resultaat van een flinke botsing tussen meerdere, ruziënde superzware zwarte gaten. En het daardoor ontstane sterrenspoor is volgens onderzoekers ‘verbazingwekkend en bijzonder ongebruikelijk’.

Astronoom Pieter van Dokkum bestudeerde beelden van ruimtetelescoop Hubble, op zoek naar bolvormige sterrenhopen in een nabij dwergstelsel, toen zijn oog ineens op een ‘krasje’ viel. “Ik zag een kleine streep op de foto,” herinnert Van Dokkum zich. “Mijn eerste ingeving was dat dit waarschijnlijk een kosmische straal was. Maar toen we kosmische straling weg filterden, zat het krasje er nog steeds. Het leek niet op iets dat we ooit eerder hadden gezien.”

Sterrenspoor
Omdat het zo raar was, besloot Van Dokkum samen met zijn collega’s de gekke lichtstreep met behulp van het Keck-observatorium nader te bestuderen. En uit die vervolgwaarnemingen blijkt dat het krasje in werkelijkheid een maar liefst 200.000 lichtjaar lange slinger vol jonge, blauwe sterren vertegenwoordigt. “Dit sterrenspoor is verbazingwekkend, heel, heel helder en bijzonder ongebruikelijk,” aldus Van Dokkum.

De betreffende foto van Hubble, waarop een vreemd lichtspoor te zien is. Latere spectroscopische waarnemingen onthullen dat het een 200.000 lichtjaar lange slinger vol sterren is. Linksonder is een superzwaar zwart gat te zien. Het zwarte gat werd uit het sterrenstelsel, rechtsboven in beeld, geworpen. Deze ongewone gebeurtenis vond plaats toen het universum ongeveer de helft van zijn huidige leeftijd had. Afbeelding: NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale), Joseph DePasquale (STScI)

De vraag is natuurlijk hoe deze lange slinger vol sterren is ontstaan. De onderzoekers vermoeden dat het sterrenspoor zich uitstrekt tussen een monsterlijk zwart gat en het sterrenstelsel waaruit dit zwarte gat is weggeslingerd. Waarschijnlijk perst het zwarte gat gas samen, wat leidt tot de geboorte van sterren. “We denken dat we het kielzog zien achter het zwarte gat, waar het gas afkoelt en sterren worden gevormd,” vermoedt Van Dokkum. “Wat we zien is de nasleep. Vergelijkbaar met het kielzog achter een schip, zien we hier het kielzog achter het zwarte gat.” De slinger moet bijzonder veel pasgeboren sterren bevatten, gezien het feit dat het bijna half zo helder is als het stelsel waarmee het verbonden is.

Zwart gat
Kortom, het zwarte gat, met een massa van maar liefst 20 miljoen zonnen, heeft een 200.000 lichtjaar lang sterrenspoor achtergelaten, tweemaal de diameter van ons Melkwegstelsel. Het is een merkwaardig gezicht. Zwarte gaten staan doorgaans bekend als vraatzuchtige eters, die zichzelf volproppen met gas, stof en alles wat in hun greep komt. Maar in plaats van sterren op te slokken, zoals een kosmische Pac-Man, brengt het zwarte gat juist stervorming op gang. Het zwarte gat heeft zoveel haast, dat het niet eens de tijd heeft voor een snack. Iets soortgelijks is nog nooit in het universum gezien.

Galactisch biljard
Hoe dit vreemde tafereel is ontstaan? De onderzoekers vermoeden dat dit waarschijnlijk het resultaat is van een uiterst zeldzaam en bizar potje ‘galactisch biljart’ tussen drie enorme zwarte gaten, die met elkaar in botsing zijn gekomen. De eerste twee sterrenstelsels smolten ongeveer 50 miljoen jaar geleden samen, zo luidt de theorie. Dit bracht de twee zwarte gaten uit deze stelsels samen, waardoor ze om elkaar heen begonnen te wentelen. Vervolgens verscheen er een derde sterrenstelsel met zijn eigen superzware zwarte gat op het toneel. En zoals we allemaal weten: ‘twee is gezelschap en drie is een menigte’.

Artistieke impressie van het zwarte gat dat uit zijn gaststelsel werd geworpen, als gevolg van een gevecht tussen dit en twee andere zwarte gaten. Terwijl het zwarte gat door de intergalactische ruimte raast, drukt het ijl gas samen. Dit bespoedigt de geboorte van hete, blauwe sterren. Afbeelding: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Weggeslingerd
Er ontstond een chaotische en instabiele situatie. Eén van de zwarte gaten delfde het onderspit en werd pardoes uit het gaststelsel geslingerd. Het originele, binaire paartje is mogelijk intact gebleven, of de indringer heeft mogelijk één van de twee andere zwarte gaten vervangen en de vorige metgezel uit het stelsel gegooid. Terwijl het weggeslingerde zwarte gat de ene kant op vloog, schoten de andere twee in tegenovergestelde richting weg. En dat brengt ons weer bij het begin.

Vervolgonderzoek
De vondst van het weggeslingerde zwart gat dat een spoor van sterren creëert, is buitengewoon. De onderzoekers laten het onderwerp dan ook nog niet los. Vervolgwaarnemingen met ruimtetelescoop James Webb en het Chandra X-ray observatory liggen alweer in het verschiet, om zo de geopperde theorie over het zwarte gat te bevestigen of te ontkrachten.

Bovendien gaat de zoektocht naar andere vreemde ‘krasjes’ door. De hoop is daarbij gevestigd op NASA’s aanstaande Nancy Grace Roman Space Telescope. De onderzoekers hopen dat er op deze beelden meer zeldzame ‘sterstrepen’ zullen verschijnen, waardoor we meer over deze bizarre fenomenen te weten kunnen komen.

Bronmateriaal

"Hubble sees possible runaway black hole creating a trail of stars" - Hubblesite
Afbeelding bovenaan dit artikel:

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd