3 juli 2020

ESO-instrument ontdekt meest nabije zwarte gat

Deze artist’s impression toont de omloopbanen van de objecten in het drievoudige systeem HR 6819. Dit systeem bestaat uit een centraal paar, bestaande uit een ster (blauwe baan) en een pas ontdekt zwart gat (rode baan). Daaromheen draait nog een andere ster in een wijdere baan (ook blauw). Credit: ESO/L. Calçada.

Een team van astronomen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en andere instituten heeft een zwart gat opgespoord op slechts duizend lichtjaar van de aarde[1]. Daarmee bevindt dit zwarte gat, dat deel uitmaakt van een drievoudig systeem dat waarneembaar is met het blote oog, zich dichter bij ons zonnestelsel dan alle andere die tot nu toe zijn ontdekt. Het team ontdekte bewijs voor het onzichtbare object door de bewegingen van zijn twee begeleidende sterren te volgen met de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili. Ze zeggen dat dit systeem wel eens het topje van de ijsberg kan zijn, en dat in de toekomst nog veel meer van dit soort zwarte gaten ontdekt kunnen worden.

We waren volkomen verrast toen we beseften dat dit het eerste stersysteem met een zwart gat is dat met het blote oog waarneembaar is’, zegt Petr Hadrava, emiritus wetenschapper aan de Academie van Wetenschappen van de Tsjechische Republiek in Praag en mede-auteur van het onderzoek. Het systeem, dat in het zuidelijke sterrenbeeld Telescoop staat, is zo dichtbij dat zijn sterren op een donkere, heldere avond zonder telescoop of verrekijker te zien zijn. ‘Dit systeem bevat het meest nabije zwarte gat dat we kennen’, zegt ESO-wetenschapper Thomas Rivinius, die het vandaag in Astronomy & Astrophysics gepubliceerde onderzoek leidde.

Positie van HR 6819 in het sterrenbeeld Telescoop. Credit:
ESO, IAU and Sky & Telescope

Het team nam het systeem, dat HR 6819 heet, oorspronkelijk waar in het kader van een onderzoek van dubbelstersystemen. Maar toen de astronomen hun waarnemingen analyseerden ontdekten ze tot hun verbazing dat HR 6819 nog een derde, onbekend object bevatte: een zwart gat. De waarnemingen met de FEROS-spectrograaf van de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop op La Silla lieten zien dat een van de twee zichtbare sterren eens in de veertig dagen om een onzichtbaar object draait, terwijl de tweede ster zich op ruime afstand van dit centrale paar bevindt.

Dietrich Baade, emeritus astronoom bij ESO in Garching (Duitsland) en mede-auteur van het onderzoek zegt: ‘De waarnemingen die nodig waren om de omlooptijd van veertig dagen vast te stellen moesten over enkele maanden worden verspreid. Dit was alleen mogelijk dankzij ESO’s baanbrekende observatiedienst, waarbij ESO-personeel waarnemingen doet namens de wetenschappers die deze nodig hebben.

Overzichtsfoto van het hemelgebied rond HR 6819. Credit:
ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Het verborgen zwarte gat in HR 6819 is een van de allereerste zwarte gaten van stellaire massa die zijn opgespoord terwijl ze geen heftige interacties met hun omgeving aangaan en daardoor werkelijk zwart lijken. Het onderzoeksteam kon zijn aanwezigheid vaststellen en zijn massa berekenen door de baanbeweging van de ster in de centrale dubbelster te onderzoeken. ‘Een onzichtbaar object met een massa die minstens vier keer zo groot is als die van de zon kan alleen een zwart gat zijn’, besluit Rivinius, die in Chili is gestationeerd.

Tot nu toe hebben astronomen slechts enkele tientallen zwarte gaten in ons Melkwegstelsel ontdekt. Bijna al deze objecten staan in wisselwerking met hun omgeving en verraden hun aanwezigheid via de krachtige röntgenstraling die daarbij vrijkomt. Maar wetenschappers vermoeden dat in de loop van het bestaan van de Melkweg veel meer sterren aan het einde van hun leven tot zwarte gaten zijn ineengestort. De ontdekking van het ‘stille’, onzichtbare zwarte gat in HR 6819 kan helpen verklaren waar al die zwarte gaten zich schuilhouden. ‘Het moet gaan om honderden miljoenen zwarte gaten, maar daarvan kennen we er slechts een paar. Weten waar we op moeten letten, zou ons in een betere positie moeten brengen om ze te vinden’, zegt Rivinius. Baade voegt daaraan toe dat de ontdekking van een zwart gat in een zo nabij drievoudig systeem erop wijst dat we slechts ‘het topje van een spannende ijsberg’ zien.

De astronomen vermoeden dat hun ontdekking ook meer duidelijkheid kan geven over een ander stersysteem. ‘We beseften dat een ander object, LB-1 geheten, wellicht ook zo’n drievoudig systeem zou kunnen zijn, al zijn er meer waarnemingen nodig om daar zekerheid over te verkrijgen’, zegt Marianne Heida, postdoc bij ESO en medeauteur van het artikel. ‘LB-1 is wat verder van de aarde verwijderd, maar naar astronomische maatstaven toch behoorlijk dichtbij. Dat betekent dat systemen als deze waarschijnlijk heel talrijk zijn. Door ze op te sporen en te onderzoeken kunnen we veel leren over het ontstaan en de evolutie van de weinige sterren die hun bestaan beginnen met meer dan acht keer de massa van de zon en eindigen met een supernova-explosie die een zwart gat achterlaat.

De ontdekking van deze drievoudige systemen bestaande uit een centraal paar en een ster op ruime afstand kan ook licht werpen op de heftige kosmische samensmeltingen waarbij zwaartekrachtgolven vrijkomen die krachtig genoeg zijn om op aarde te worden gedetecteerd. Sommige astronomen denken dat zulke samensmeltingen plaatsvinden in systemen die qua configuratie op HR 6819 of LB-1 lijken, maar waarbij het centrale paar uit twee zwarte gaten of uit een zwart gat en een neutronenster bestaat. Het verre buitenste object kan een zodanige zwaartekrachtsinvloed op het centrale paar uitoefenen dat het tot een samensmelting komt. Hoewel HR 6819 en LB-1 slechts één zwart gat bevatten en geen neutronensterren, kunnen systemen als deze wetenschappers leren begrijpen hoe zulke botsingen in drievoudige stersystemen kunnen ontstaan[2]. Bron: ESO.

  1. Hier een Astroblog over de vorige recordhouder. []
  2. Van LB-1 is recent ook geopperd dat die helemaal geen zwart gat bevat, maar dat het bestaat uit een B-ster en een Be-ster, twee sterren van spectraalklasse B, waarvan eentje met sterke emissielijnen. []

Comments

  1. Enceladus Enceladus zegt

    Maar hoe is dit systeem ontstaan? Was het zwarte gat oorspronkelijk de derde ster in dit systeem en is die lang geleden kaboem gegaan en veranderd in een zwart gat? Of is er sprake van een zwart gat waarom heen zich gaswolken bevonden waarin zich twee nieuwe sterren vormden?

    Groet,
    Gert (Enceladus)

  2. Ja dat is een goede vraag. Ik denk zelf dat het eerste het geval zal zijn, dat er drie sterren waren waarvan eentje zeer zwaar was en na een supernova explosie een zwart gat is geworden, waarbij de andere twee de supernova overleefden. Er zijn genoeg drievoudige stersystemen bekend, https://en.wikipedia.org/wiki/Star_system#Trinary

  3. Wil Jaspers zegt

    Een ster van 5 zonmassa’s draait om een zwart gat van 4 zonmassa’s?

  4. Jeroen zegt

    Kan je genoeg van deze zwarte gaatjes ontdekken, om het massatekort dat nu nog als “donkere materie” wordt uitgelegd , te compenseren ??

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: