Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen het meest nabije paar superzware zwarte gaten opgespoord dat ooit is waargenomen. De twee objecten bevinden zich ook veel dichter bij elkaar dan alle andere paren superzware zwarte gaten die ooit zijn waargenomen, en zullen uiteindelijk samensmelten tot één groot zwart gat. De twee zwarte gaten bevinden zich in het sterrenstelsel NGC 7727 in het sterrenbeeld Waterman en zijn ongeveer 89 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd.
Dat lijkt misschien ver weg, maar het is veel dichterbij dan de vorige recordhouders, die zich op een afstand van 470 miljoen lichtjaar bevinden. Superzware zwarte gaten houden zich schuil in het centrum van zware sterrenstelsels en wanneer twee van zulke stelsels samensmelten, komen de zwarte gaten op ramkoers te liggen. Het tweetal in NGC 7727 is aan de hemel gezien slechts 1600 lichtjaar van elkaar verwijderd en heeft daarmee tevens het record voor de kleinste onderlinge afstand tussen twee superzware zwarte gaten gebroken. ‘Het is voor het eerst dat we twee superzware zwarte gaten hebben ontdekt die zo dicht bij elkaar staan – hun onderlinge afstand is meer dan tweemaal zo klein als die van de vorige recordhouder,’ zegt Karina Voggel, astronoom aan de Sterrenwacht van Straatsburg in Frankrijk en hoofdauteur van de studie die vandaag online is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. ‘De geringe onderlinge afstand en snelheid van de twee zwarte gaten wijzen erop dat ze waarschijnlijk al binnen 250 miljoen jaar zullen samensmelten tot één monsterlijk zwart gat,’ voegt medeauteur Holger Baumgardt, professor aan de Universiteit van Queensland, Australië, toe. Het samensmelten van zwarte gaten als deze zou kunnen verklaren hoe de allerzwaarste zwarte gaten in het heelal ontstaan.
Voggel en haar team konden de massa’s van de beide objecten bepalen door te onderzoeken hoe hun zwaartekracht de beweging van de hen omringende sterren beïnvloedt. Het grootste van de twee, dat zich precies in het hart van NGC 7727 bevindt, bleek bijna 154 miljoen keer zoveel massa te hebben als de zon, terwijl de massa van zijn metgezel 6,3 miljoen zonsmassa’s bedraagt. Het is voor het eerst dat de massa’s van een tweetal superzware zwarte gaten op deze manier zijn gemeten. Dit kunststukje was mogelijk dankzij de nabijheid van het sterrenstelsel tot de aarde en de nauwkeurige waarnemingen die het team heeft kunnen doen op de Paranal-sterrenwacht in Chili. Daarbij hebben de astronomen gebruikgemaakt van de Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) van ESO’s VLT, een instrument waarmee Voggel tijdens haar studententijd bij ESO heeft leren werken. Door de massa’s met MUSE te meten en aanvullende gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA te gebruiken, kon het team bevestigen dat de objecten in NGC 7727 inderdaad superzware zwarte gaten zijn.
Astronomen vermoedden al dat zich in het sterrenstelsel twee zwarte gaten bevonden, maar hadden hun bestaan tot nu toe niet kunnen bevestigen, omdat we geen grote hoeveelheden hoogenergetische straling uit hun directe omgeving waarnemen, die hun bestaan zou hebben verraden. ‘Onze ontdekking impliceert dat er veel meer van deze overblijfselen van samensmeltende sterrenstelsels kunnen bestaan, waarin zich zware zwarte gaten schuilhouden die op ontdekking wachten,’ zegt Voggel. ‘Het totale aantal superzware zwarte gaten dat in het lokale heelal bekend is, zou hierdoor met dertig procent kunnen toenemen."
De zoektocht naar zulke verborgen superzware zwarte gaten zal naar verwachting een enorme vlucht nemen met ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die later dit decennium in de Chileense Atacama-woestijn in gebruik zal worden genomen. ‘Deze detectie van een tweetal superzware zwarte gaten is nog maar het begin,’ zegt medeauteur Steffen Mieske, astronoom bij ESO in Chili en hoofd van ESO’s Paranal Science Operations. ‘Met het HARMONI-instrument van de ELT zijn detecties als deze tot op aanzienlijk grotere afstanden mogelijk dan nu. ESO’s ELT zal een belangrijke rol spelen bij het begrijpen van deze objecten.’
Bron: ESO
