Hongerige zwarte gaten zijn overal. Die conclusie kunnen we wel trekken nu wetenschappers 18 zwarte gaten hebben ontdekt die bezig zijn om een ster te verorberen en daarmee het aantal detecties van dergelijke ‘getijdenverstoringen’ in één klap verdubbeld hebben.
De ontdekkingen zijn terug te lezen in het blad The Astrophysical Journal. Voor het onderzoek gingen wetenschappers op zoek naar zogenoemde Tidal Disruption Events, oftewel getijdenverstoringen. Hierbij komt een ster zo dicht bij een zwart gat in de buurt dat deze door het zwarte gat verscheurd en opgeslokt wordt (zie kader).
Zwarte gaten hebben een intense zwaartekracht, waardoor niets – zelfs licht niet – aan hun greep kan ontsnappen. Het betekent dat ze volslagen donker en in feite dus onzichtbaar zijn. Maar wanneer een zwart gat materie naar zich toetrekt en opslokt, verandert dat. Wanneer een zwart gat materie (zoals een verscheurde ster) naar zich toetrekt, hoopt dit materiaal zich meestal eerst op in een afgeplatte, ronddraaiende accretieschijf. Het gas in die schijf wordt – door de druk en wrijving die in de schijf ontstaat – extreem heet. En daardoor gaat de schijf elektromagnetische straling afgeven. Bijvoorbeeld röntgenstraling en optisch licht. En dat kunnen we wel detecteren. En vervolgens kunnen we het bestaan van een zwart daar weer uit afleiden.
Eerder hebben onderzoekers al een aantal getijdenverstoringen in het nabije universum ontdekt door te zoeken naar uitbarstingen van röntgenstraling en optisch licht die daarmee geassocieerd kunnen worden (zie kader hierboven). Maar voor het nieuwe onderzoek gooiden de wetenschappers het over een andere boeg. Ze gingen op zoek naar infrarode straling.
Het ongeziene zien
De wetenschappers hadden goede hoop dat het zou leiden tot de detectie van getijdenverstoringen die eerder ongezien waren gebleven. Dat heeft alles te maken met het feit dat de infrarode straling vooral vrijkomt in ‘stoffige’ sterrenstelsels, waarin het centrale zwarte gat omringd wordt door stof en galactisch puin. Wanneer zo’n zwart gat een ster verorbert, komt daar ook optisch licht en röntgenstraling bij vrij, maar doordat het omringende stof die straling tegenhoudt, kunnen we deze straling onmogelijk detecteren en blijft dus ook het snackende zwarte gat ongezien. Maar, zo redeneerden de onderzoekers, de getijdenverstoring zorgt er in zo’n geval wel voor dat het omringende stof wordt opgewarmd en detecteerbare infrarood straling af gaat geven. En zo kan ook infrarood licht een teken zijn dat in een sterrenstelsel een getijdenverstoring gaande is.
WISE
De onderzoekers openden de jacht op uitbarstingen van infrarood licht in data, verzameld door NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Het resulteert in de ontdekking van 18 getijdenverstoringen. “Het merendeel hiervan is in optisch licht niet waar te nemen,” vertelt onderzoeker Megan Masterson.
Verschillende sterrenstelsels
De 18 snackende zwarte gaten bevinden zich in een breed scala aan sterrenstelsels. Dat is interessant, omdat getijdenverstoringen ons tot voor kort voornamelijk bekend waren uit slechts één type sterrenstelsel: de zogenoemde post-starburststelsels. Dit zijn sterrenstelsels waarin nauwelijks nog nieuwe sterren gevormd worden. Dergelijke sterrenstelsels zijn vrij zeldzaam en astronomen vroegen zich eerder dan ook af waarom getijdenverstoringen vooral in deze zeldzamere sterrenstelsels opdoken. Daarbij realiseerden ze zich echter ook dat deze sterrenstelsels vrij stofarm zijn, waardoor het juist in deze stelsels relatief gemakkelijker is om optisch licht en röntgenstraling dat snackende zwarte gaten verraden kan, te detecteren. En dat kon dus ook de reden zijn dat we snackende zwarte gaten vooral in dit soort sterrenstelsels tegenkomen. Het nieuwe onderzoek onthult nu dat het daar waarschijnlijk inderdaad mee te maken heeft. Want nu specifiek gekeken is naar het infrarode signaal dat snackende zwarte gaten in stoffige sterrenstelsels kunnen afgeven, blijken getijdenverstoringen opeens in een veel breder scala aan sterrenstelsels voor te komen.
Afgaand op het grotere aantal getijdenverstoringen dat wetenschappers nu geobserveerd hebben, denken ze tevens nauwkeuriger in te kunnen schatten hoe vaak een zwart gat snackt. Ze schatten dat een sterrenstelsel gemiddeld elke 50.000 jaar zo’n getijdenverstoring doormaakt. En dat is aardig in lijn met wat theoretici eerder al voorspelden.
