ESA's XMM-Newton-observatorium heeft de beste kandidaat ooit ontdekt voor een zeer zeldzaam en ongrijpbaar type kosmisch fenomeen:een middelzwaar zwart gat dat bezig is uit elkaar te scheuren en zich tegoed doet aan een nabije ster.

Er zijn verschillende soorten zwarte gaten op de loer in het heelal:massieve sterren creëren zwarte gaten van stellaire massa wanneer ze sterven, terwijl sterrenstelsels superzware zwarte gaten in hun centrum herbergen, met massa's gelijk aan miljoenen of miljarden zonnen.

Tussen deze uitersten ligt een meer teruggetrokken lid van de familie van zwarte gaten:zwarte gaten met gemiddelde massa. Dacht dat het zaden waren die uiteindelijk superzwaar zouden worden, deze zwarte gaten zijn bijzonder ongrijpbaar, en dus zijn er maar heel weinig robuuste kandidaten gevonden.

Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers die gegevens gebruikten van ESA's XMM-Newton röntgenruimteobservatorium, evenals NASA's Chandra X-Ray Observatory en Swift X-Ray Telescope, heeft een zeldzaam veelbetekenend teken van activiteit gevonden. Ze ontdekten een enorme uitbarsting van straling in de buitenwijken van een ver sterrenstelsel, weggegooid toen een ster te dicht bij een zwart gat passeerde en vervolgens werd verslonden.

"Dit is ongelooflijk spannend:dit type zwart gat is nog niet eerder zo duidelijk gezien, ", zegt hoofdwetenschapper Dacheng Lin van de Universiteit van New Hampshire, VS.

"Er zijn een paar kandidaten gevonden, maar over het algemeen zijn ze uiterst zeldzaam en zeer gewild. Dit is de beste kandidaat voor een middelzwaar zwart gat die tot nu toe is waargenomen."

Men denkt dat dit ras van zwart gat op verschillende manieren wordt gevormd. Een formatiescenario is de op hol geslagen fusie van massieve sterren die in dichte sterrenhopen liggen, waardoor de centra van deze clusters een van de beste plaatsen zijn om op ze te jagen. Echter, tegen de tijd dat dergelijke zwarte gaten zijn gevormd, deze sites zijn meestal verstoken van gas, waardoor de zwarte gaten geen materiaal hebben om te consumeren en dus weinig straling om uit te zenden - wat ze op zijn beurt extreem moeilijk maakt om te zien.

"Een van de weinige methoden die we kunnen gebruiken om te proberen een zwart gat met gemiddelde massa te vinden, is wachten tot een ster er dichtbij passeert en verstoord raakt - dit 'activeert' in wezen de eetlust van het zwarte gat weer en zet het aan tot het uitzenden van een gloed die we kunnen waarnemen, " voegt Lin toe.

"Dit soort gebeurtenissen zijn alleen eerder duidelijk in het centrum van een melkwegstelsel waargenomen, niet aan de buitenranden."

Lin en collega's doorzochten de gegevens van XMM-Newton om de kandidaat te vinden. Ze identificeerden het in observaties van een groot sterrenstelsel op zo'n 740 miljoen lichtjaar afstand, genomen in 2006 en 2009 als onderdeel van een melkwegonderzoek, en in aanvullende gegevens van Chandra (2006 en 2016) en Swift (2014).

"We hebben ook gekeken naar beelden van de melkweg die zijn gemaakt door een hele reeks andere telescopen, om te zien hoe de emissie er optisch uitzag, ", zegt co-auteur Jay Strader van de Michigan State University, VS.

"We zagen de bron in helderheid opflakkeren in twee afbeeldingen uit 2005 - hij leek veel blauwer en helderder dan een paar jaar eerder. Door alle gegevens te vergelijken, hebben we vastgesteld dat de ongelukkige ster waarschijnlijk in oktober 2003 in onze tijd werd verstoord, en produceerde een uitbarsting van energie die in de loop van de volgende 10 jaar of zo verviel."

De wetenschappers geloven dat de ster werd verstoord en verscheurd door een zwart gat met een massa van ongeveer vijftigduizend keer die van de zon.

Dergelijke door sterren veroorzaakte uitbarstingen zullen naar verwachting slechts zelden voorkomen bij dit type zwart gat, dus deze ontdekking suggereert dat er nog veel meer op de loer zouden kunnen liggen in een slapende toestand in de periferie van sterrenstelsels in het lokale universum.

"Deze kandidaat werd ontdekt via een intensieve zoektocht in XMM-Newton's X-ray Source Catalogue, die is gevuld met gegevens van hoge kwaliteit die grote delen van de lucht bestrijken, essentieel om te bepalen hoe groot het zwarte gat was en wat er gebeurde om de waargenomen uitbarsting van straling te veroorzaken, " zegt Norbert Schartel, ESA-projectwetenschapper voor XMM-Newton.

"De XMM-Newton X-ray Source Catalog is momenteel de grootste catalogus van dit type, met meer dan een half miljoen bronnen:exotische objecten zoals die ontdekt zijn in onze studie zijn daar nog steeds verborgen en wachten om ontdekt te worden door intensieve datamining, " voegt co-auteur Natalie Webb toe, directeur van het XMM-Newton Survey Science Center van het Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP) in Toulouse, Frankrijk.

"Meer te weten komen over deze objecten en bijbehorende verschijnselen is de sleutel tot ons begrip van zwarte gaten. Onze modellen lijken momenteel op een scenario waarin een buitenaardse beschaving de aarde observeert en grootouders ziet die hun kleinkinderen laten vallen op de kleuterschool:ze zouden kunnen aannemen dat er iets intermediair om in hun model van een menselijke levensduur te passen, maar zonder die link te observeren, er is geen manier om het zeker te weten. Deze bevinding is ongelooflijk belangrijk, en laat zien dat de ontdekkingsmethode die hier wordt gebruikt goed is om te gebruiken, ’ besluit Norbert.