Er gebeurt altijd iets nieuws en spannends op het gebied van onderzoek naar zwarte gaten.

Albert Einstein publiceerde voor het eerst zijn boek waarin hij de algemene relativiteitstheorie uitlegde - die zwarte gaten postuleerde - in 1922. Honderd jaar later maakten astronomen echte beelden van het zwarte gat in het centrum van de Melkweg. In een recent artikel beschrijft een team van astronomen een andere opwindende nieuwe ontdekking:het eerste "slapende" zwarte gat dat buiten de melkweg is waargenomen.

Ik ben een astrofysicus die bijna twee decennia zwarte gaten heeft bestudeerd - de meest dichte objecten in het universum. Slapende zwarte gaten zijn zwarte gaten die geen waarneembaar licht uitstralen. Ze zijn dus notoir moeilijk te vinden. Deze nieuwe ontdekking is opwindend omdat het inzicht geeft in de vorming en evolutie van zwarte gaten. Deze informatie is van vitaal belang voor het begrijpen van zwaartekrachtsgolven en andere astronomische gebeurtenissen.

Wat is VFTS 243 precies?

VFTS 243 is een binair systeem, wat betekent dat het is samengesteld uit twee objecten die rond een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien. Het eerste object is een zeer hete, blauwe ster met 25 keer de massa van de zon, en het tweede een zwart gat dat negen keer zo zwaar is als de zon. VFTS 243 bevindt zich in de Tarantulanevel in de Grote Magelhaense Wolk, een satellietstelsel van de Melkweg op ongeveer 163.000 lichtjaar van de aarde.

Het zwarte gat in VFTS 243 wordt als slapend beschouwd omdat het geen detecteerbare straling uitzendt. Dit staat in schril contrast met andere binaire systemen waarin sterke röntgenstralen van het zwarte gat worden gedetecteerd.

Het zwarte gat heeft een diameter van ongeveer 54 kilometer en valt in het niet bij de energetische ster, die zo'n 200.000 keer groter is. Beide roteren snel rond een gemeenschappelijk zwaartepunt. Zelfs met de krachtigste telescopen lijkt het systeem visueel een enkele blauwe stip te zijn.

Sluimerende zwarte gaten vinden

Astronomen vermoeden dat er honderden van dergelijke binaire systemen met zwarte gaten die geen röntgenstraling uitzenden, zich verbergen in de Melkweg en de Grote Magelhaense Wolk. Zwarte gaten zijn het gemakkelijkst zichtbaar wanneer ze materie van een begeleidende ster verwijderen, een proces dat bekend staat als "voeden".

Feeding produceert een schijf van gas en stof die het zwarte gat omringt. Wanneer het materiaal in de schijf naar binnen valt in de richting van het zwarte gat, verwarmt wrijving de accretieschijf tot miljoenen graden. Deze hete schijven van materie zenden een enorme hoeveelheid röntgenstraling uit. Het eerste zwarte gat dat op deze manier wordt gedetecteerd, is het beroemde Cygnus X-1-systeem.

Astronomen weten al jaren dat VFTS 243 een binair systeem is, maar of het systeem een ​​paar sterren is of een dans tussen een enkele ster en een zwart gat was onduidelijk. Om te bepalen wat waar was, gebruikte het team dat het binaire bestand bestudeerde een techniek die spectrale ontwarring wordt genoemd. Deze techniek scheidt het licht van VFTS 243 in zijn samenstellende golflengten, wat vergelijkbaar is met wat er gebeurt wanneer wit licht een prisma binnengaat en de verschillende kleuren worden geproduceerd.

Deze analyse onthulde dat het licht van VFTS 243 afkomstig was van een enkele bron, niet van twee afzonderlijke sterren. Omdat er geen detecteerbare straling uit de metgezel van de ster kwam, was de enige mogelijke conclusie dat het tweede lichaam in de dubbelster een zwart gat is en dus het eerste slapende zwarte gat dat buiten het Melkwegstelsel is gevonden.

Waarom is VFTS 243 belangrijk?

De meeste zwarte gaten met een massa van minder dan 100 zonnen worden gevormd door de ineenstorting van een massieve ster. Wanneer dit gebeurt, is er vaak een enorme explosie die bekend staat als een supernova.

Het feit dat het zwarte gat in het VFTS 243-systeem zich in een cirkelvormige baan met de ster bevindt, is een sterk bewijs dat er geen supernova-explosie is geweest, die anders het zwarte gat uit het systeem zou hebben geschopt - of op zijn minst de baan zou hebben verstoord. In plaats daarvan lijkt het erop dat de voorouderster direct instortte om het zwarte gat zonder explosie te vormen.

De massieve ster in het VFTS 243-systeem zal nog maar 5 miljoen jaar leven - een oogwenk in astronomische tijdschalen. De dood van de ster zou moeten resulteren in de vorming van nog een zwart gat, waardoor het VFTS 243-systeem wordt getransformeerd in een binair zwart gat.

Tot op heden hebben astronomen bijna 100 gebeurtenissen gedetecteerd waarbij binaire zwarte gaten samensmelten en rimpelingen in de ruimte-tijd veroorzaakten. Maar hoe deze binaire zwarte gatensystemen ontstaan, is nog onbekend. Daarom zijn VFTS 243 en soortgelijke nog te ontdekken systemen zo belangrijk voor toekomstig onderzoek. Misschien heeft de natuur gevoel voor humor - want zwarte gaten zijn de donkerste objecten die er bestaan ​​en zenden geen licht uit, maar toch verlichten ze ons fundamentele begrip van het universum. + Verder verkennen

'Zwartgatpolitie' ontdekt een slapend zwart gat buiten het Melkwegstelsel

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.