Gaia ontdekt een nieuwe familie van zwarte gaten in het Melkwegstelsel

Sterrenkundigen zijn er in geslaagd om met de Europese Gaia ruimtetelescoop twee zwarte gaten in het melkwegstelsel te ontdekken, waarvan eentje het meest dichtbij de aarde blijkt te staan, de andere komt op plek drie qua afstand. Beide zwarte gaten blijken te behoren tot een nieuwe categorie van zwarte gaten, eentje waarbij de zwarte gaten zelf compleet onzichtbaar zijn, dit in tegenstelling tot andere zwarte gaten, die altijd zichtbaar zijn vanwege de straling die hun omringende accretieschijf verspreid. Niet dus bij Gaia BH1 en Gaia BH2, die zijn totaal niet te zien. Maar hoe kon Gaia ze dan ontdekken? Welnu, deze ruimtetelescoop is een meester in het waarnemen en vastleggen van de beweging van sterren. En op ruime afstand van Gaia BH1 en Gaia BH2 staan inderdaad steren, die gravitationeel gebonden zijn aan de sterren, maar die er zo ver van afstaan dat er geen sprake is van overdracht van materie van de ster naar het zwarte gat. De gravitationele binding zorgt er voor dat de voor Gaia zichtbare ster een spiraalbeweging aan de hemel maakt en dat betekent dat de ster ‘ergens’ omheen moet draaien (zie de afbeelding hieronder). Berekeningen hebben vervolgens laten zien dat de onzichtbare component een zwart gat van circa tien zonsmassa is.

Gaia BH1 (juist, dat staat voor ‘Black Hole 1’) staat 1.560 lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Ophiuchus – hij kwam hier eerder al eens voorbij. Met die afstand is het het meest nabije zwarte gat. De ster, een gele dwergster van spectraaltype G, draait in 185 dagen om het gemeenschappelijk zwaartepunt heen. Gaia BH2 staat 3.800 lichtjaar van ons vandaan, qua afstand het derde zwart gat in onze buurt – zwart gat A0620 staat met een afstand van circa 3.000 lichtjaar op plek twee. Bij Gaia BH2 staat een rode reus, spectraalklasse KIII, die in 1277 dagen om het gemeenschappelijk zwaartepunt draait. Beide zwarte gaten maken deel uit van een nieuwe familie van zwarte gaten die zich niet verraden door het uitzenden van straling, maar alleen door de beweging van hun zichtbare compagnon. Omdat Gaia deze twee zwarte gaten op korte afstand heeft ontdekt is de verwachting dat er veel meer van deze zwarte gaten in de Melkweg zijn.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Kareem El-Badry et al., “A red giant orbiting a black hole”, published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Bron: ESA.