Sterrenkundigen hebben het eerste overtuigende bewijs gevonden voor een botsing tussen een zwart gat en een neutronenster, waarbij ze vlak voor de samensmelting in een ovale baan in plaats van een perfecte cirkel om elkaar heen draaiden. Deze ontdekking, gedaan door teams van van de Universiteit van Birmingham, de Universidad Autónoma de Madrid en het Max Planck Instituut voor Gravitatiefysica, zet lang bestaande aannames over de vorming en evolutie van deze kosmische paren op de proef.
Artistieke impressie van een excentrische neutronenster-zwart gat-binaire ster. Het pad van de neutronenster is in blauw weergegeven en de beweging van het zwarte gat in oranje, terwijl de twee objecten om elkaar heen draaien. De excentriciteit is hier overdreven weergegeven ten opzichte van het werkelijke systeem, GW200105, om het effect op de baanbeweging duidelijker te maken. Credit: Geraint Pratten, Royal Society University Research Fellow, University of Birmingham
De meeste paren van neutronensterren en zwarte gaten zouden lang voor de samensmelting een cirkelvormige baan moeten volgen. Maar de analyse van de zwaartekrachtgolfgebeurtenis GW200105 laat zien dat dit systeem al lang voor de samensmelting een ovale baan volgde en een zwart gat vormde dat 13 keer zo zwaar is als de zon. Een ovale baan is iets wat nog nooit eerder is waargenomen bij dit soort botsingen.
Dr. Patricia Schmidt van de Universiteit van Birmingham zei: “Deze ontdekking geeft ons cruciale nieuwe aanwijzingen over hoe deze extreme objecten samenkomen. Het laat zien dat onze theoretische modellen onvolledig zijn en roept nieuwe vragen op over waar in het universum dergelijke systemen ontstaan.”
De onderzoekers analyseerden gegevens van de LIGO- en Virgo-detectoren met behulp van een nieuw zwaartekrachtgolfmodel dat is ontwikkeld aan het Institute of Gravitational Wave Astronomy van de Universiteit van Birmingham. Hiermee konden ze zowel de ‘ovale’ vorm van de baan (excentriciteit) als eventuele door rotatie veroorzaakte schommelingen (precessie) meten. Dit is de eerste keer dat deze twee effecten samen zijn gemeten bij een botsing tussen een neutronenster en een zwart gat.
Geraint Pratten, een Royal Society University Research Fellow van de Universiteit van Birmingham, zei: “De baan verraadt alles. De elliptische vorm vlak voor de samensmelting laat zien dat dit systeem niet in stilte in isolatie is geëvolueerd, maar vrijwel zeker is gevormd door zwaartekrachtinteracties met andere sterren, of een derde begeleider.”
Een Bayesiaanse analyse, waarbij duizenden theoretische voorspellingen werden vergeleken met de werkelijke gegevens, toonde aan dat een cirkelvormige baan uiterst onwaarschijnlijk is en sloot deze met 99,5% zekerheid uit.
Orbital eccentricity in a neutron star – black hole binary merger. Gonzalo Morras et. al. https://arxiv.org/abs/2503.15393
— AstroArxiv (@astroarxiv.bsky.social) 8 februari 2026 om 04:08
Massa van het zwarte gat
Eerdere analyses van GW200105 (ik had het er in 2021 al eens over), die uitgingen van een cirkelvormige baan, onderschatten de massa van het zwarte gat en overschatten de massa van de neutronenster. De nieuwe studie corrigeert deze waarden en vindt geen overtuigend bewijs voor precessie, wat erop wijst dat de excentriciteit is ontstaan tijdens de vorming ervan en niet door rotatie.
Gonzalo Morras, van de Universidad Autónoma de Madrid en het Max Planck Instituut voor Gravitationele Fysica, zei: “Dit is overtuigend bewijs dat niet alle paren van neutronensterren en zwarte gaten dezelfde oorsprong hebben. De excentrische baan suggereert een geboorteplaats in een omgeving waar veel sterren gravitationeel op elkaar inwerken.”
De gedetecteerde zwaartekrachtgolven van GW200105. Credits: LIGO Collaboration.
Deze ontdekking daagt de gangbare opvatting uit dat alle fusies van neutronensterren en zwarte gaten voortkomen uit één dominant vormingskanaal en benadrukt de noodzaak van meer geavanceerde golfvormmodellen die de volledige complexiteit van deze systemen kunnen vastleggen.
De studie helpt de toenemende diversiteit in de fusie van compacte binaire systemen te verklaren en opent de deur naar het identificeren van nog ongebruikelijkere trajecten naarmate het aantal detecties van zwaartekrachtgolven blijft toenemen.
Meer informatie over deze botsing tussen een zwart gat en een neutronenster is te vinden in het vakartikel van Gonzalo Morras, Geraint Pratten, Patricia Schmidt. Orbital Eccentricity in a Neutron Star–Black Hole Merger. The Astrophysical Journal Letters, 2026; 1000 (1): L2.
Bron: Universiteit van Birmingham.
Speak Your Mind