De twee behoren ook nog eens tot een voor ons gloednieuwe familie van zwarte gaten.
Astronomen hebben met behulp van de Gaia-missie twee tot voor kort onbekende zwarte gaten aan het licht gebracht. De zwarte gaten, Gaia BH1 en Gaia BH2 genaamd, zijn beide ongeveer tien keer zwaarder dan onze zon en bevinden zich op respectievelijk 1560 en 3800 lichtjaar afstand. Hiermee zijn het de twee meest dichtstbijzijnde zwarte gaten die tot op heden zijn ontdekt.
Nieuwe familie
Dat de twee nieuwe zwarte gaten recordbrekend dicht bij de aarde in de buurt staan, is natuurlijk heel bijzonder. Maar wat de ontdekking nóg spectaculairder maakt, is dat Gaia BH1 en Gaia BH2 ook nog eens tot een voor ons gloednieuwe familie van zwarte gaten behoren, zo schrijven de onderzoekers in hun studie. “Wat deze nieuwe groep onderscheidt, is de grote afstand tot begeleidende sterren,” legt onderzoeker Kareem El-Badry uit. De afstand van de sterren tot de zwarte gaten, en hun banen eromheen, zijn veel groter dan bij andere bekende binaire systemen het geval is. Sterker nog, Gaia BH1 en Gaia BH2 blijken de verst gescheiden banen te hebben van alle bekende zwarte gaten. “Dit suggereert dat deze zwarte gaten waarschijnlijk op een heel andere manier zijn gevormd,” aldus El-Badry.
Je vraagt je misschien af hoe het kan dat het bestaan van deze nabije zwarte gaten, die praktisch in onze kosmische achtertuin liggen, zo lang onopgemerkt is gebleven. Dat heeft ermee te maken dat zwarte gaten hele extreme objecten zijn, waaruit niets, zelfs geen licht, kan ontsnappen. Hierdoor kunnen we ze niet rechtstreeks waarnemen.
Niet helemaal onzichtbaar
Toch verraden de meeste zwarte gaten zichzelf vaak. Dat heeft ermee te maken dat ze niet helemaal onzichtbaar zijn. Als er materiaal op valt, kunnen ze licht uitzenden in radio- en röntgenstraling. Zeker wanneer een ster en een zwart gat in nauwe banen om elkaar heen tollen, en er dus veel materiaal richting het zwarte gat valt, is het zwarte gat gemakkelijker te vinden. Tot nu toe zijn dan ook alle bekende zwarte gaten ontdekt dankzij deze emissie van licht. De nieuwe zwarte gaten zijn daarentegen door hun grote afstand tot hun begeleidende ster, écht zwart, waardoor ze praktisch onzichtbaar zijn.
Gaia-missie
Hoe de onderzoekers dan weten dat ze bestaan? Dat is te danken aan ruimtetelescoop Gaia, die al jarenlang de nachtelijke hemel bestudeert om de positie, afstand en beweging van miljoenen sterren in kaart te brengen. De beweging van sterren kan essentiële aanwijzingen opleveren over objecten die deze sterren door hun zwaartekracht beïnvloeden. Deze objecten kunnen andere sterren of exoplaneten zijn, maar ook, zoals in dit geval, zwarte gaten.
Wiebel
Toen astronomen de banen van sterren bestudeerden, ontdekten ze dat sommige aan de nachtelijke hemel leken te ‘wiebelen’, alsof ze door de zwaartekracht van een massief object werden beïnvloed. Met behulp van verschillende telescopen speurden onderzoekers de hemel af, op zoek naar deze objecten. Maar de zoektocht bleek tevergeefs. Omdat er geen licht werd gevonden, bleef er maar één mogelijkheid over: zwarte gaten. “De nauwkeurigheid van de gegevens van Gaia was essentieel voor deze ontdekking,” zegt astronoom Timo Prusti. “We konden de zwarte gaten aan het licht brengen dankzij de kleine wiebel van hun begeleidende sterren. Geen enkel ander instrument is tot dergelijke metingen in staat.”
Geen grote eter
Kortom, de nieuwe zwarte gaten zijn dus enkel door hun zwaartekrachteffecten te herkennen. De onderzoekers zochten nog wel naar radio- en röntgenstraling, maar dat liep op niets uit. “Dat we niets detecteerden was alsnog ongelofelijk waardevolle informatie,” vertelt onderzoeker Yvette Cendes. “Het vertelt ons meer over de omgeving van het zwarte gat. Normaal gesproken zien we hier veel deeltjes van de begeleidende ster in de vorm van stellaire wind. Het feit dat we geen radiolicht detecteerden, wijst erop dat het zwarte gat geen grote eter is en niet veel sterrendeeltjes verorbert. We weten nog niet waarom dit zo is, maar we zijn gedreven om dat te achterhalen!”
Meer ontdekkingen in het verschiet
Volgens de onderzoekers is de ontdekking van Gaia BH1 en Gaia BH2 nog maar het begin. Het feit dat deze zwarte gaten zo dicht bij de aarde staan, suggereert dat er waarschijnlijk nog veel meer soortgelijke zwarte gaten op ontdekking wachten. “Dit is opwindend, omdat het impliceert dat zwarte gaten die tot deze nieuwe familie behoren, veelvuldig voorkomen,” zegt Cendes. “Mogelijk zijn ze zelfs overvloediger aanwezig dan zwarte gaten in nauwere binaire systemen.”
Het probleem is echter om deze ‘onzichtbare’ zwarte gaten te detecteren. “Het goede nieuws is dat Gaia nog steeds gegevens verzamelt,” stelt Cendes gerust. De volgende dataset zal gebaseerd zijn op 66 maanden aan waarnemingen en zal verbeterde informatie over de banen van sterren bevatten. “Deze dataset zal bovendien veel meer sterren bevatten,” zegt Cendes, “en mogelijk dus ook hun mysterieuze metgezellen.”
