ESA/Hubble, M. Kornmesser

Nieuwe gegevens van de NASA /ESA Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat er middelgrote zwarte gaten in het heelal zijn. Hubble bevestigt dat dit zwarte gat met “gemiddelde massa” in een dichte sterrenhoop woont. de resultaten van het onderzoek staan in Astrophysical Journal Letters.

Intermediaire massa zwarte gaten (IMBH’s in het Engels) zijn een lang gezochte “ontbrekende schakel” in de evolutie van zwarte gaten. Er zijn tot nu toe een paar andere IMBH-kandidaten gevonden. Ze zijn kleiner dan de superzware zwarte gaten die aan de kernen van grote sterrenstelsels liggen, maar groter dan zwarte gaten met een stellaire massa gevormd door de ineenstorting van zware sterren. Het nieuwe zwarte gat is meer dan 50.000 keer het gewicht van onze zon.

IMBH’s zijn moeilijk te vinden. “Zwarte gaten met tussenliggende massa zijn zeer ongrijpbare objecten, en daarom is het van cruciaal belang om voor elke kandidaat zorgvuldig alternatieve verklaringen te overwegen en uit te sluiten. Dat is wat Hubble ons heeft toegestaan te doen voor deze kandidaat!”, zei Dacheng Lin van de University of New Hampshire.

Lin en zijn team gebruikten Hubble om aanwijzingen op te volgen van NASA’s Chandra X-ray Observatory en de X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) van de European Space Agency (ESA), die drie röntgentelescopen die zeer gevoelig zijn. “Door verdere röntgenobservaties toe te voegen, konden we de totale energie-output begrijpen”, zei teamlid Natalie Webb van de Université de Toulouse in Frankrijk. ‘Dit helpt ons om het type ster te begrijpen dat door het zwarte gat werd verstoord.’

In 2006 ontdekten de satellieten een krachtige röntgenstraling, maar het was niet duidelijk of ze afkomstig waren van binnen of van buiten ons sterrenstelsel. Onderzoekers schreven het toe aan een ster die uit elkaar werd gescheurd nadat hij te dicht bij een zwaartekracht krachtig compact object was gekomen, denk aan een zwart gat.

Verrassend genoeg bevond de röntgenbron, genaamd 3XMM J215022.4?055108, zich niet in het centrum van een sterrenstelsel, waar normaal gesproken enorme zwarte gaten zitten. Dit gaf de hoop dat een IMBH de boosdoener was, maar eerst moest een andere mogelijke bron van de röntgenstraling worden uitgesloten: een neutronenster in ons eigen Melkwegstelsel, die afkoelt na te zijn verwarmd tot een zeer hoge temperatuur. Neutronensterren zijn de extreem dichte overblijfselen van een ontplofte ster.

Hubble was op de röntgenbron gericht om de precieze locatie op te lossen. Diepe beeldvorming met hoge resolutie bevestigde dat de röntgenstralen niet afkomstig waren van een geïsoleerde bron in ons sterrenstelsel, maar van een verre, dichte sterrenhoop aan de rand van een ander sterrenstelsel – precies het soort plaats waar astronomen naar verwachting bewijs zouden vinden voor een IMBH. Uit eerder onderzoek van Hubble is gebleken dat hoe groter het sterrenstelsel is, hoe groter het zwarte gat. Daarom suggereert dit nieuwe resultaat dat de sterrenhoop die de thuisbasis is van 3XMM J215022.4?055108 mogelijk de uitgeklede kern is van een dwergstelsel met een lagere massa dat door zwaartekracht en getijden is verstoord door de nauwe interacties met het huidige grotere sterrenstelsel gastheer.

IMBH’s zijn bijzonder moeilijk te vinden omdat ze kleiner en minder actief zijn dan superzware zwarte gaten; ze hebben geen gemakkelijk beschikbare brandstofbronnen en ze hebben ook geen zwaartekracht die sterk genoeg is om constant sterren en ander kosmisch materiaal naar zich toe te trekken en de veelbetekenende röntgenstraalgloed te produceren. Astronomen moeten daarom een IMBH op heterdaad betrappen in de relatief zeldzame handeling van het opslokken van een ster. Lin en zijn collega’s doorzochten het XMM-Newton-gegevensarchief en zochten honderdduizenden bronnen om sterk bewijs te vinden voor deze ene IMBH-kandidaat. Eenmaal gevonden, konden astronomen dankzij de röntgenstraling van de versnipperde ster de massa van het zwarte gat schatten.

Door een IMBH te bevestigen, wordt de deur geopend naar de mogelijkheid dat er nog veel meer onopgemerkt op de loer liggen in het donker, wachtend om te worden weggegeven door een ster die te dichtbij komt. Lin is van plan dit nauwgezette detectivewerk voort te zetten, met gebruikmaking van de methoden die zijn team succesvol is gebleken.

Bron: NASA/ ESA/ Astrophysical Journal Letters/ HST Program GO-15441

Doneer
Ondersteun vrije journalistiek. Als je dit artikel waardeert en dat wilt laten blijken met een kleine bijdrage, doneer dan via onderstaande Paypal-button:

Geef een reactie

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap