7 juli 2022

Hubble heeft de massa kunnen bepalen van een ‘solitair’, rondzwervend zwart gat in de Melkweg

Het gedetecteerde solitaire zwarte gat. Credit: STScI/NASA/ESA

Er zijn al heel wat zwarte gaten ontdekt in het Melkwegstelsel, maar dat zijn alleen het superzware zwarte gat Sagittarius A* in de kern (4,3 miljoen zonsmassa zwaar) en alle kleinere zwarte gaten, die deel uitmaken van dubbelstersystemen. Losse, ‘solitaire’ zwarte gaten waren nog niet ontdekt, tot nu toe tenminste. Want met de Hubble ruimtetelescoop zijn ze er in geslaagd om zo’n solitair zwart gat, dat met grote snelheid door de Melkweg vliegt, te ontdekken en ook nog eens om z’n massa te bepalen. Ons Melkwegstelsel telt meer dan 100 miljard sterren (waarvan de Europese satelliet Gaia er 1,8 miljard in kaart heeft gebracht – meer daarover maandag a.s.) en volgens berekeningen zouden er 100 miljoen van die losse, geïsoleerde stellaire zwarte gaten moeten rondzwerven, zwarte gaten zonder partner. Zwarte gaten mét een partner zijn gemakkelijk op te sporen, want door massatoevoer van die partner (een gewone ster meestal) naar het zwarte toe ontstaat sterke röntgenstraling in de hete, snel roterende accretieschijf om het zwarte gat en die straling kan gemakkelijk worden geïdentificeerd. Maar solitaire zwarte gaten zijn alleen, dus die geven geen straling. Hoe kon Hubble er dan toch eentje ontdekken?

Impressie van een solitair zwart gat. Credit: FECYT, IAC

Dankzij de zogeheten gravitationele microlenzing kon het solitaire zwarte gat worden opgespoord. Zwarte gaten verbuigen door hun sterke zwaartekracht de ruimte om hun heen. Als nu gezien vanaf de aarde een zwart gat precies voor een achtergrondster trekt dan zal het licht van die ster afbuigen als gevolg van de natuurlijke lens, die het tussenliggende zwarte gat vormt, een verschijnsel dat al door Albert Einstein werd voorspeld. Gedurende een periode van 270 dagen was Hubble in staat zo’n microlens te zien (met als naam MOA-11-191/OGLE-11-462), waarbij het licht van de achtergrondster gedurende die periode versterkt werd. Zou er tussen die ster en ons geen zwart gat, maar een andere ster hebben gestaan, dan zou dat tot een geleidelijke kleurverandering moeten hebben geleid, maar die werd niet waargenomen. Daarom is door twee teams van sterrenkundigen vastgesteld dat het gaat om een solitair zwart gat, dat zich op 5.000 lichtjaar afstand van de aarde bevindt, ergens in de Carina-Sagittarius spiraalarm van het Melkwegstelsel. De achtergrondster staat 19.000 lichtjaar van ons vandaan, in de centrale verdikking van de Melkweg. Op theoretische/statistische gronden kon men vervolgens berekenen dat dergelijke solitaire zwarte gaten veel dichter bij het zonnestelsel kunnen staan – de dichtstbijzijnde zou al op 80 lichtjaar van ons vandaan kunnen staan.

Waarnemingen van de microlens gebeurtenis. Credit: NASA, ESA, Kailash Sahu (STScI), IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI).

Eén van de teams was ook in staat om dankzij astrofotometrische waarnemingen de massa van het zwarte gat te bepalen: tussen 1,6 en 4,4 zonsmassa (die ondergrens laat de theoretische mogelijkheid open dat het een neutronenster is). Met een snelheid van 160.000 km per uur scheert hij door het zonnestelsel (da’s genoeg om in drie uur van de aarde naar de maan te vliegen). Hier het vakartikel van Kailash Sahu et al (Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland) daar van Casey Lam et al (University of California, Berkeley) over het solitaire zwarte gat. Bron: NASA.

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: