Astronomen hebben misschien een nieuw soort overlevingsverhaal ontdekt:een ster die een penseel had met een gigantisch zwart gat en leefde om het verhaal te vertellen door middel van uitroepen van röntgenstralen.

Gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory en ESA's XMM-Newton onthulden het account dat begon met een rode reuzenster die te dicht bij een superzwaar zwart gat in een melkwegstelsel op ongeveer 250 miljoen lichtjaar van de aarde afdwaalde. Het zwarte gat, gelegen in een sterrenstelsel genaamd GSN 069, heeft een massa van ongeveer 400, 000 keer die van de zon, door het aan de kleine kant van de schaal te plaatsen voor superzware zwarte gaten.

Toen de rode reus eenmaal werd gevangen door de zwaartekracht van het zwarte gat, de buitenste lagen van de ster die waterstof bevatten, werden verwijderd en naar het zwarte gat geleid, de kern van de ster - bekend als een witte dwerg - achterlatend.

"In mijn interpretatie van de röntgengegevens heeft de witte dwerg het overleefd, maar het ontsnapte niet, " zei Andrew King van de Universiteit van Leicester in het VK, die dit onderzoek heeft uitgevoerd. "Het is nu gevangen in een elliptische baan rond het zwarte gat, ongeveer eens in de negen uur een rondreis maken."

Terwijl de witte dwerg zijn bijna driemaal daagse baan maakt, het zwarte gat trekt materiaal weg bij zijn dichtste nadering (niet meer dan 15 keer de straal van de waarnemingshorizon - het punt van geen terugkeer - weg van het zwarte gat). Het stellaire afval komt in een schijf rond het zwarte gat en laat een uitbarsting van röntgenstralen vrij die Chandra en XMM-Newton kunnen detecteren. In aanvulling, King voorspelt dat zwaartekrachtsgolven worden uitgezonden door het paar zwarte gaten en witte dwergen, vooral op hun dichtstbijzijnde punt.

Wat zou de toekomst van de ster en zijn baan zijn? Het gecombineerde effect van zwaartekrachtsgolven en een verandering in de grootte van de ster als deze massa verliest, zou ervoor moeten zorgen dat de baan meer cirkelvormig wordt en groter wordt. De snelheid van massaverlies neemt gestaag af, evenals de toename van de afstand van de witte dwerg tot het zwarte gat.

"Het zal hard proberen om weg te komen, maar er is geen ontkomen aan. Het zwarte gat zal het steeds langzamer opeten, maar stop nooit, "zei King. "In principe, dit massaverlies zou doorgaan tot en zelfs nadat de witte dwerg was geslonken tot de massa van Jupiter, in ongeveer een biljoen jaar. Dit zou een opmerkelijk langzame en ingewikkelde manier zijn voor het universum om een ​​planeet te maken!"

Astronomen hebben veel sterren gevonden die volledig zijn verscheurd door ontmoetingen met zwarte gaten (zogenaamde getijdenverstoringen), maar er zijn zeer weinig gemelde gevallen van bijna-ongevallen, waar de ster waarschijnlijk heeft overleefd.

Dit soort grazende ontmoetingen zouden vaker moeten voorkomen dan directe botsingen, gezien de statistieken van kosmische verkeerspatronen, maar ze kunnen om een ​​aantal redenen gemakkelijk worden gemist. Eerst, het kan een meer massieve, ster te lang om een ​​baan rond een zwart gat te voltooien voor astronomen om herhaalde uitbarstingen te zien. Een ander probleem is dat superzware zwarte gaten die veel massiever zijn dan die in GSN 069 een ster direct kunnen inslikken in plaats van dat de ster in banen valt waar ze periodiek massa verliezen. In deze gevallen, astronomen zouden niets waarnemen.

"In astronomische termen, deze gebeurtenis is slechts korte tijd zichtbaar voor onze huidige telescopen - ongeveer 2, 000 jaar, "zei King. "Dus tenzij we buitengewoon veel geluk hadden deze gevangen te hebben, er kunnen er nog veel meer zijn die we missen. Zulke ontmoetingen zouden een van de belangrijkste manieren kunnen zijn om zwarte gaten ter grootte van die in GSN 069 te laten groeien."

King voorspelt dat de witte dwerg een massa heeft van slechts twee tiende van de massa van de zon. Als de witte dwerg de kern was van de rode reus die volledig ontdaan was van zijn waterstof, dan moet het rijk zijn aan helium. Het helium zou zijn ontstaan ​​door de fusie van waterstofatomen tijdens de evolutie van de rode reus.

"Het is opmerkelijk om te bedenken dat de baan, massa en samenstelling van een kleine ster op 250 miljoen lichtjaar afstand kan worden afgeleid, " zei koning.

King deed een voorspelling op basis van zijn scenario. Omdat de witte dwerg zo dicht bij het zwarte gat staat, effecten van de algemene relativiteitstheorie betekenen dat de richting van de as van de baan moet wiebelen, of 'precessie'. Deze wiebeling moet zich om de twee dagen herhalen en kan met voldoende lange waarnemingen worden gedetecteerd.