Wetenschappers hebben zwaartekrachtsgolven gedetecteerd die ontstaan zijn doordat twee zwarte gaten naar elkaar toe bewogen en uiteindelijk zijn samengesmolten tot één monsterachtig zwart gat dat maar liefst 225 keer zwaarder is dan onze zon.
Het is niet voor het eerst dat onderzoekers op zwaartekrachtsgolven van samensmeltende zwarte gaten stuiten; dat deden ze in 2015 al. En sindsdien nog eens ongeveer 300 keer. Toch is deze nieuwe detectie bijzonder; nog niet eerder zijn wetenschappers via zwaartekrachtsgolven getuige geweest van de fusie van zulke zware zwarte gaten.
Monsterachtig
De fusie van de twee uitzonderlijk zware zwarte gaten heeft geresulteerd in een monsterachtig groot zwart gat, dat maar liefst 225 zonsmassa’s zwaar is. Daarmee is dit zwarte gat aanzienlijk zwaarder dan het 140 zonsmassa’s zware zwarte gat dat tot voor kort te boek stond als het zwaarste zwarte gat dat middels zwaartekrachtsgolven is ontdekt.
Zwaartekrachtsgolven zijn rimpels in de ruimtetijd. Die ruimetijd kun je je het beste voorstellen als een strak gespannen laken. Planeten en sterren liggen als knikkers op dit ‘laken’, waardoor de ruimtetijd lokaal gekromd is. Daarnaast reizen er ook golven door de ruimtetijd. Dat zijn zwaartekrachtsgolven en ze ontstaan als twee zware objecten – zoals zwarte gaten – zeer dicht om elkaar heen draaien of fuseren. Einstein voorspelde het bestaan van zwaartekrachtsgolven al, maar ze bleken lastig te detecteren. Pas in 2015 – ruim honderd jaar nadat Einstein met het idee van zwaartekrachtsgolven op de proppen kwam – lukte het wetenschappers de eerste zwaartekrachtsgolven op te vangen.
Zwaar en snel
De zwaartekrachtsgolven die onderzoekers hebben opgevangen, zijn dus het resultaat van twee naar elkaar toe bewegende – en uiteindelijk fuserende – zwarte gaten. Die zwarte gaten moeten 100 en 140 keer zwaarder zijn geweest dan onze zon én razendsnel hebben gedraaid. “Bijna net zo snel als volgens Einsteins Algemene Relativiteitstheorie is toegestaan,” vertelt onderzoeker Charlie Hoy. Het maakt het volgens Hoy lastig om het gedetecteerde signaal te modelleren en interpreteren.
Hoofdpijn
Ook de massa van de betrokken zwarte gaten zorgt voor enige hoofdpijn bij wetenschappers. “Het vormt een echte uitdaging voor ons begrip van het ontstaan van zwarte gaten,” legt onderzoeker Mark Hannam uit. “Zwarte gaten van deze omvang (100 en 140 zonsmassa’s, red.) zijn eigenlijk onmogelijk binnen de gangbare modellen van sterontwikkeling. Een mogelijkheid is dat de twee zwarte gaten in dit systeem zijn gevormd door eerdere fusies van kleinere zwarte gaten.”
Onderzoekers zijn dan ook nog lang niet klaar met dit hele verhaal; ze zijn nog druk bezig om modellen die gebruikt worden om dergelijke extreme gebeurtenissen te interpreteren, te verbeteren. “Het zal jaren duren voor de gemeenschap dit signaal en alle implicaties daarvan helemaal kan doorgronden,” voorspelt onderzoeker Gregorio Carullo.
