Een team van astronomen van de European Southern Observatory (ESO) en andere instituten heeft een zwart gat ontdekt dat zich op slechts 1000 lichtjaar van de aarde bevindt. Het zwarte gat bevindt zich dichter bij ons zonnestelsel dan alle andere die tot nu toe zijn gevonden en maakt deel uit van een drievoudig systeem dat met het blote oog kan worden gezien. Het team vond bewijs voor het onzichtbare object door zijn twee begeleidende sterren te volgen met behulp van de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili. Ze zeggen dat dit systeem slechts het topje van de ijsberg kan zijn, omdat er in de toekomst nog veel meer vergelijkbare zwarte gaten zouden kunnen worden gevonden.

"We waren totaal verrast toen we ons realiseerden dat dit het eerste stellaire systeem is met een zwart gat dat met het blote oog te zien is, " zegt Petr Hadrava, Emeritus wetenschapper aan de Academie van Wetenschappen van de Tsjechische Republiek in Praag en co-auteur van het onderzoek. Gelegen in het sterrenbeeld Telescopium, het systeem staat zo dicht bij ons dat de sterren vanaf het zuidelijk halfrond op een donkere, heldere nacht zonder verrekijker of telescoop. "Dit systeem bevat het dichtstbijzijnde zwarte gat bij de aarde dat we kennen, " zegt ESO-wetenschapper Thomas Rivinius, wie leidde de studie die vandaag is gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .

Het team observeerde het systeem oorspronkelijk, genaamd HR 6819, als onderdeel van een studie van dubbelstersystemen. Echter, terwijl ze hun waarnemingen analyseerden, ze waren stomverbaasd toen ze een derde onthulden, eerder onontdekt lichaam in HR 6819:een zwart gat. De waarnemingen met de FEROS-spectrograaf op de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop op La Silla toonden aan dat een van de twee zichtbare sterren elke 40 dagen om een ​​ongezien object draait, terwijl de tweede ster op grote afstand van dit binnenste paar staat.

Dietrich Baade, Emeritus astronoom bij ESO in Garching en co-auteur van de studie, zegt:"De waarnemingen die nodig waren om de periode van 40 dagen te bepalen, moesten over meerdere maanden worden gespreid. Dit was alleen mogelijk dankzij ESO's baanbrekende dienstobservatieschema waarbij waarnemingen worden gedaan door ESO-personeel namens de wetenschappers die ze nodig hebben."

Het verborgen zwarte gat in HR 6819 is een van de allereerste zwarte gaten met stellaire massa die is gevonden en die geen gewelddadige interactie met hun omgeving heeft en, daarom, echt zwart lijken. Maar het team kon zijn aanwezigheid detecteren en zijn massa berekenen door de baan van de ster in het binnenste paar te bestuderen. "Een onzichtbaar object met een massa van minstens 4 keer die van de zon kan alleen een zwart gat zijn, " concludeert Rivinius, die in Chili is gevestigd.

Astronomen hebben tot nu toe slechts een paar dozijn zwarte gaten in onze melkweg gezien, die bijna allemaal sterk interageren met hun omgeving en hun aanwezigheid kenbaar maken door krachtige röntgenstralen vrij te geven in deze interactie. Maar wetenschappers schatten dat, gedurende het leven van de Melkweg, veel meer sterren stortten in tot zwarte gaten toen ze hun leven beëindigden. De ontdekking van een stille, onzichtbaar zwart gat in HR 6819 geeft aanwijzingen over waar de vele verborgen zwarte gaten in de Melkweg zouden kunnen zijn. "Er moeten daarbuiten honderden miljoenen zwarte gaten zijn, maar we weten er maar heel weinig van. Weten waar we naar moeten zoeken, zou ons in een betere positie moeten brengen om ze te vinden, ", zegt Rivinius. Baade voegt eraan toe dat het vinden van een zwart gat in een drievoudig systeem zo dichtbij aangeeft dat we slechts "het topje van een opwindende ijsberg" zien.

Nu al, astronomen denken dat hun ontdekking enig licht kan werpen op een tweede systeem. "We realiseerden ons dat een ander systeem, genaamd LB-1, kan ook zo'n tripel zijn, hoewel we meer waarnemingen nodig hebben om zeker te zijn, " zegt Marianne Heida, een postdoctoraal onderzoeker bij ESO en co-auteur van het artikel. "LB-1 is een beetje verder weg van de aarde, maar nog steeds redelijk dichtbij in astronomische termen, dus dat betekent dat er waarschijnlijk nog veel meer van deze systemen bestaan. Door ze te vinden en te bestuderen, kunnen we veel leren over de vorming en evolutie van die zeldzame sterren die hun leven beginnen met meer dan ongeveer 8 keer de massa van de zon en eindigen in een supernova-explosie die een zwart gat achterlaat."

De ontdekkingen van deze drievoudige systemen met een binnenpaar en een verre ster kunnen ook aanwijzingen opleveren over de gewelddadige kosmische samensmeltingen die zwaartekrachtgolven vrijgeven die krachtig genoeg zijn om op aarde te worden gedetecteerd. Sommige astronomen geloven dat de fusies kunnen plaatsvinden in systemen met een vergelijkbare configuratie als HR 6819 of LB-1, maar waar het binnenste paar bestaat uit twee zwarte gaten of uit een zwart gat en een neutronenster. Het verre buitenste object kan zodanig door de zwaartekracht op het binnenste paar botsen dat het een samensmelting en het vrijkomen van zwaartekrachtgolven veroorzaakt. Hoewel HR 6819 en LB-1 maar één zwart gat hebben en geen neutronensterren, deze systemen kunnen wetenschappers helpen begrijpen hoe stellaire botsingen kunnen plaatsvinden in drievoudige stersystemen.

Dit onderzoek werd gepresenteerd in het artikel "Een drievoudig systeem met het blote oog met een niet-aangroeiend zwart gat in de binnenste binaire", vandaag gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .