Mogelijk kunnen astronomen op dezelfde manier meer verborgen zwarte gaten opsporen, wat licht kan werpen op de manier waarop deze raadselachtige objecten ontstaan en evolueren.
Ondertussen weten we dat er in het heelal ontelbaar veel zwarte gaten te vinden zijn. Ze opsporen is echter een tweede. Dat komt omdat je zwarte gaten niet kunt zien. Het zijn bizarre objecten waar niets – geen deeltjes en zelfs geen licht – uit kan ontsnappen. Toch hebben onderzoekers nu een bijzonder effectieve methode gebruikt om een zwarte gat dat zich verstopt in een sterrenhoop buiten ons Melkwegstelsel, te detecteren. En wel dankzij de beweging van een nabije ster.
NGC 1850
De onderzoekers kwamen het zwarte gat op het spoor met behulp van de Very Large Telescope. Het object hield zich schuil in NGC 1850, een verzameling van duizenden sterren op ongeveer 160.000 lichtjaar afstand in de Grote Magelhaense Wolk – een klein buurstelsel van de Melkweg. NGC 1850 is slechts ongeveer 100 miljoen jaar oud – een oogwenk naar astronomische maatstaven. Dat er in deze sterrenhoop een zwart gat is aangetroffen, is dan ook best bijzonder. Want het is voor het eerst dat er een zwart gat is ontdekt in zo’n jonge sterrenhoop.
Hoe de onderzoekers op het zwarte gat stuitten? De onderzoekers zagen een opvallende ster, waarvan de eigenaardige beweging de aanwezigheid van het zwart gat verraadde. Het zwarte gat oefent namelijk zwaartekrachtsinvloed uit op een ster van vijf zonmassa’s die om hem heen draait.
Sherlock Holmes
“Ongeveer net zoals Sherlock Holmes een criminele bende opspoort aan de hand van hun misstappen, bekeken we elke ster in de sterrenhoop met behulp van een vergrootglas,” vertelt onderzoeksleider Sara Saracino. “Vervolgens probeerden we aanwijzingen te vinden voor de aanwezigheid van zwarte gaten, zonder ze rechtstreeks te zien.” Het betekent dat een nabije ster het vrijwel onzichtbare zwarte gat in het piepjonge sterrenhoop als het ware ‘zichtbaar’ maakte. Het is voor het eerst dat deze detectiemethode is gebruikt om een zwart gat buiten ons Melkwegstelsel te ontdekken.
Klein zwart gat
Ondertussen weten we ook al wat meer over dit pas ontdekte zwarte gat. Zo heeft het ongeveer elf keer zoveel massa als onze zon, wat het best een klein zwart gat maakt. Overigens is het niet voor het eerst dat er dergelijke ‘kleine’ zwarte gaten worden aangetroffen. Eerder zijn er al exemplaren ontdekt in andere sterrenstelsels door de röntgenstraling te detecteren die zwarte gaten uitzenden wanneer ze materie opslokken. Ook kunnen ze aan het licht worden gebracht via de zwaartekrachtgolven die zwarte gaten uitzenden wanneer ze in botsing komen met elkaar of met neutronensterren. Maar dat is vrij zeldzaam. De meeste zwarte gaten van enkele stermassa’s verraden hun bestaan namelijk niet door het uitzenden van röntgenstraling of zwaartekrachtgolven. “De overgrote meerderheid kan alleen door middel van dynamica worden ontdekt,” legt onderzoeker Stefan Dreitzler uit. “Wanneer ze een gewone ster als begeleider hebben, beïnvloeden ze diens beweging op een subtiele maar detecteerbare manier, zodat we ze met geavanceerde instrumenten kunnen opsporen.”
Nieuwe detectiemethode
De onderzoekers hopen met hun nieuwe detectiemethode meerdere verborgen zwarte gaten in de Melkweg en in nabije sterrenstelsels aan het licht te brengen. “Het hier getoonde resultaat betreft slechts één van de gezochte misdadigers,” zegt Saracino. “Maar als je er één hebt gevonden, zit je op het goede spoor om er nog veel meer te ontdekken, die zich in andere sterrenhopen verschuilen.”
Meer leren
En hoe meer zwarte gaten we vinden, hoe meer we te weten kunnen komen over hoe deze raadselachtige objecten ontstaan en evolueren. Zo kunnen er in dat geval meer jonge zwarte gaten vergeleken worden met grotere, rijpere zwarte gaten in oudere sterrenhopen. Op die manier kan meer inzicht worden verkregen in de wijze waarop deze objecten ‘groeien’ door zich met sterren te voeden of met andere zwarte gaten samen te smelten. Bovendien zou het in kaart brengen van de demografie van zwarte gaten in sterrenhopen ons begrip van de oorsprong van de bronnen van zwaartekrachtgolven verbeteren. “Elke detectie die we doen zal belangrijk zijn voor ons begrip van sterrenhopen en de daarin aanwezige zwarte gaten,” aldus onderzoeker Mark Gieles.
Met de komst van de nog in aanbouw zijnde Extremely Large Telescope, die later dit decennium operationeel zal worden, zullen astronomen nog meer verborgen zwarte gaten kunnen opsporen. “De ELT zal een revolutie teweegbrengen op dit gebied,” zegt Saracino. “Daarmee zullen we beduidend zwakkere sterren in hetzelfde beeldveld kunnen waarnemen, en ook naar zwarte gaten kunnen gaan zoeken in bolvormige sterrenhopen op veel grotere afstanden.” En wie weet wat wetenschappers dan allemaal over deze bizarre objecten zullen ontraadselen.
