Een team van internationale experts die bekend staan ​​om het ontmaskeren van ontdekkingen van zwarte gaten, heeft een slapend zwart gat van stellaire massa gevonden in de Grote Magelhaense Wolk, een sterrenstelsel dat grenst aan de Melkweg. Het team bestaat uit Kareem El-Badry - door collega-astronomen bijgenaamd de "zwarte gatenvernietiger" - van het Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian (CfA).

"Voor de eerste keer kwam ons team samen om verslag uit te brengen over een ontdekking van een zwart gat, in plaats van er een af ​​te wijzen", zegt onderzoeksleider Tomer Shenar, een Marie-Curie Fellow aan de Universiteit van Amsterdam in Nederland.

Het team ontdekte dat de ster die aanleiding gaf tot het zwarte gat verdween zonder enig teken van een krachtige explosie.

"We identificeerden een speld in een hooiberg", zegt Shenar. Hoewel er andere soortgelijke kandidaten voor zwarte gaten zijn voorgesteld, beweert het team dat dit het eerste "slapende" zwarte gat met stellaire massa is dat ondubbelzinnig is gedetecteerd buiten het Melkwegstelsel. Het werk is vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy.

Stellaire zwarte gaten ontstaan ​​wanneer massieve sterren het einde van hun leven bereiken en onder hun eigen zwaartekracht instorten. In een dubbelster, een systeem van twee sterren die om elkaar heen draaien, laat dit proces een zwart gat achter in een baan om de aarde met een lichtgevende begeleidende ster. Het zwarte gat is "slapend" als het geen hoge niveaus van röntgenstraling uitzendt, en dat is hoe dergelijke zwarte gaten typisch worden gedetecteerd.

De ontdekking werd gedaan dankzij zes jaar observaties verkregen met de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory (ESO).

"Het is ongelooflijk dat we bijna geen slapende zwarte gaten kennen, gezien hoe gewoon astronomen denken dat ze zijn", legt co-auteur Pablo Marchant van de KU Leuven uit. Het nieuw gevonden zwarte gat is minstens negen keer de massa van de zon en draait om een ​​hete, blauwe ster met een gewicht van 25 keer de massa van de zon.

Slapende zwarte gaten zijn bijzonder moeilijk te spotten omdat ze weinig interactie hebben met hun omgeving.

"We zijn nu al meer dan twee jaar op zoek naar zulke zwart-gat-binaire systemen", zegt medeauteur Julia Bodensteiner, een onderzoeker bij ESO in Duitsland. "Ik was erg opgewonden toen ik hoorde over VFTS 243, wat naar mijn mening de meest overtuigende kandidaat is die tot nu toe is gemeld."

Om VFTS 243 te vinden, doorzocht de samenwerking bijna 1.000 massieve sterren in het gebied van de Tarantulanevel van de Grote Magelhaense Wolk, op zoek naar degenen die zwarte gaten als metgezel zouden kunnen hebben. Het identificeren van deze metgezellen als zwarte gaten is buitengewoon moeilijk, omdat er zoveel alternatieve mogelijkheden bestaan.

"Als onderzoeker die de afgelopen jaren potentiële zwarte gaten heeft ontmaskerd, stond ik uiterst sceptisch tegenover deze ontdekking", zegt Shenar.

De scepsis werd gedeeld door CfA-co-auteur El-Badry, die Shenar de 'zwarte gatenvernietiger' noemt. Een recent Harvard Magazine verhaal noemt El-Badry op dezelfde manier een 'zwart gat debunker'.

"Toen Tomer me vroeg om zijn bevindingen te controleren, had ik mijn twijfels. Maar ik kon geen plausibele verklaring vinden voor de gegevens die geen zwart gat bevatten", legt El-Badry uit.

De ontdekking geeft het team ook een unieke kijk op de processen die gepaard gaan met de vorming van zwarte gaten. Astronomen geloven dat zich een zwart gat van stellaire massa vormt wanneer de kern van een stervende massieve ster instort, maar het blijft onzeker of dit gepaard gaat met een krachtige supernova-explosie.

"De ster die het zwarte gat in VFTS 243 heeft gevormd, lijkt volledig te zijn ingestort, zonder tekenen van een eerdere explosie", legt Shenar uit. "Bewijs voor dit 'directe instorting'-scenario is de laatste tijd naar voren gekomen, maar onze studie biedt aantoonbaar een van de meest directe aanwijzingen. Dit heeft enorme implicaties voor het ontstaan ​​van samensmeltingen van zwarte gaten in de kosmos."

Het zwarte gat in VFTS 243 werd gevonden met behulp van zes jaar observatie van de Tarantulanevel door het Fiber Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES)-instrument op ESO's VLT. Met FLAMES kunnen astronomen meer dan honderd objecten tegelijk observeren, een aanzienlijke besparing van telescooptijd vergeleken met het één voor één bestuderen van elk object.

Ondanks de bijnaam 'zwarte gatenpolitie' moedigt het team actief onderzoek aan en hopen ze dat hun werk de ontdekking mogelijk zal maken van andere stellaire zwarte gaten die rond massieve sterren cirkelen, waarvan voorspeld wordt dat ze duizenden zullen bestaan ​​in de Melkweg en in de Magelhaense Wolken .

"Natuurlijk verwacht ik dat anderen in het veld onze analyse zorgvuldig doornemen en proberen alternatieve modellen te bedenken", zegt El-Badry. "Het is een heel spannend project om bij betrokken te zijn." + Verder verkennen

Zwarte gatenjagers:een burgerwetenschappelijke zoektocht naar zelflenzen van zwarte gaten