Monsterlijk zwart gat in wording ontdekt dat zich relatief dicht bij de aarde bevindt

Astronomen hebben een paar superzware zwarte gaten ontdekt dat recordbrekend dicht bij de aarde staat. En deze twee zwarte gaten dreigen op korte termijn ook nog eens samen te smelten tot wat onderzoekers een ‘monsterlijk zwart gat’ noemen.

Dat is te lezen in het blad Astronomy & Astrophysics. Het onderzoeksartikel in kwestie handelt over twee superzware zwarte gaten die zich in het sterrenstelsel NGC 7727 bevinden. De zwarte gaten zijn zo’n 89 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd. Dat betekent dat licht er 89 miljoen jaar over doet om van ons vandaan naar deze twee superzware zwarte gaten te reizen. De afstand tussen ons en de twee superzware zwarte gaten is dan ook behoorlijk, maar wel veel kleiner dan de afstand tot het meest nabije paar superzware zwarte gaten dat ons tot voor kort bekend was en dat zich op maar liefst 470 miljoen lichtjaar afstand bevindt.

Recordbrekers
De twee superzware zwarte gaten in NGC 7727 gaan dan ook de boeken in als het meest nabije paar superzware zwarte gaten dat tot op heden is ontdekt. Maar dat niet alleen; ook de afstand tussen de twee superzware zwarte gaten is recordbrekend klein. Aan de hemel gezien zijn de twee superzware zwarte gaten slechts 1600 lichtjaar van elkaar verwijderd. “Het is voor het eerst dat we twee superzware zwarte gaten hebben ontdekt die zo dicht bij elkaar staan – hun onderlinge afstand is meer dan tweemaal zo klein als die van de vorige recordhouder,” aldus onderzoeker Karina Voggel.

Monsterlijk zwart gat
De relatief kleine afstand tussen de twee superzware zwarte gaten vertelt ons en passant meer over hun toekomst. “De geringe onderlinge afstand en snelheid van de twee zwarte gaten wijzen erop dat ze waarschijnlijk al binnen 250 miljoen jaar zullen samensmelten tot één monsterlijk zwart gat,” stelt onderzoeker Holger Baumgardt.

Zwarte gaten zijn eigenlijk niets anders dan gebieden in de ruimte met een bijzonder sterke zwaartekracht waaraan niets kan ontsnappen. Zelfs lichtdeeltjes kunnen niet aan de greep van zwarte gaten ontkomen en daarmee zijn ze onzichtbaar. Toch kunnen onderzoekers zwarte gaten wel detecteren. Bijvoorbeeld aan de hand van hoogenergetische straling die vrijkomt als het zwarte gat materie naar zich toetrekt. Of doordat de zwarte gaten met hun zwaartekracht aan omringende sterren trekken.

Superzwaar
Dat NGC 7727 zwarte gaten herbergt, wordt al langer vermoed. Maar dankzij waarnemingen met behulp van ESO’s Very Large Telescope en ruimtetelescoop Hubble weten we het nu zeker. Onderzoekers gebruikten de observatoria om na te gaan of sterren in NGC 7727 soms beïnvloed werden door onzichtbare, maar wel degelijk aanwezige zwarte gaten. En met succes. Want de bewegingen van de sterren onthullen dat het sterrenstelsel twee zwarte gaten herbergt: eentje met bijna 154 miljoen keer meer massa dan de zon en eentje met 6,3 miljoen keer meer massa dan de zon. Daarmee vallen beide zware gaten in de categorie ‘superzwaar’.

Samensmeltende sterrenstelsels
Van superzware zwarte gaten is bekend dat ze zich ophouden in het centrum van zware sterrenstelsels. Wanneer twee van die sterrenstelsels met elkaar samensmelten, komen de superzware zwarte gaten die ze herbergen met elkaar op ramkoers te liggen. En dat zien we nu dus in NGC 7727 gebeuren. De twee superzware zwarte gaten zijn nog maar een klein eindje van elkaar verwijderd. Wanneer ook die superzware zwarte gaten samensmelten, ontstaat één nóg zwaarder zwart gat.

Meer
Dat NGC 7727 het resultaat is van twee botsende sterrenstelsels is niets nieuws; zowel de eigenaardige vorm van NGC 7727 als de sterrenstromen in de buitenste regionen van het sterrenstelsel getuigen daarvan. Maar nu zijn dus nog twee ‘stille’ getuigen ontdekt: de superzware zwarte gaten. Dat het even geduurd heeft om deze twee superzware zwarte gaten op te sporen, is natuurlijk deels te verklaren door het feit dat zwarte gaten onzichtbaar zijn. Wat in dit geval ook niet meehielp, is dat de twee zwarte gaten geen grote hoeveelheden hoogenergetische straling afgeven. Lang wisten de superzware zwarte gaten zo ongedetecteerd te blijven; pas toen onderzoekers ontdekten dat ze van invloed waren op nabije sterren, kon het bestaan van de superzware zwarte gaten bevestigd worden. Het heeft de wetenschappers aan het denken gezet. Want zou datzelfde misschien spelen in andere (nabije) sterrenstelsels? “Onze ontdekking impliceert dat er veel meer van deze overblijfselen van samensmeltende sterrenstelsels kunnen bestaan, waarin zich zware zwarte gaten schuilhouden die op ontdekking wachten,” stelt Voggel. “Het totale aantal superzware zwarte gaten dat in het lokale heelal bekend is, zou hierdoor met dertig procent kunnen toenemen.”

Rechts zie je NG7727; het ietwat rommelige resultaat van twee botsende sterrenstelsels. Links is een close-upbeeld van hetzelfde sterrenstelsel. Op die afbeelding zie je twee heldere galactische kernen. In de harten daarvan bevinden zich de twee superzware zwarte gaten. Afbeelding: ESO / Voggel et al.; ESO / VST ATLAS team. Met dank aan: Durham University / CASU / WFAU.

Er valt dus nog veel te ontdekken. Wat dat betreft kijken onderzoekers dan ook reikhalzend uit naar de ingebruikname van ESO’s Extremely Large Telescope. Naar verwachting zal deze krachtige telescoop nog veel meer superzware zwarte gaten gaan opsporen, zo vertelt onderzoeker Steffen Mieske. “Deze detectie van een tweetal superzware zwarte gaten is nog maar het begin.”