Op een na grootste zwart gat ontdekt in de Melkweg

Astronomen hebben aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een enorm zwart gat in de buurt van het centrum van de Melkweg. Het zwart gat zou een massa hebben van honderdduizend keer die van de zon, en verstopt zitten in een giftige gaswolk. Het zou gaan om het eerste middelgroot zwart gat dat in onze Melkweg ontdekt is.

Als de ontdekking bevestigd wordt, wordt de onzichtbare kolos het op een na grootste zwart gat dat ooit gevonden is in de Melkweg, na het superzware zwart gat dat Sagittarius A* genoemd wordt, en dat precies in het centrum van ons sterrenstelsel verankerd zit.

Astronomen in Japan vonden aanwijzingen voor het nieuwe object toen ze een krachtige telescoop in de Atacama-woestijn in Chili naar de gaswolk keerden, in de hoop meer te weten te komen en te begrijpen van de vreemde bewegingen van de gassen. In tegenstelling tot de gassen in andere interstellaire wolken, bewegen de gassen in deze wolk, waaronder het zeer giftige waterstofcyanide en koolstofmonoxide, zich in het wilde weg voort aan zeer verschillende snelheden.

Waarnemingen met de Alma-telescoop in Chili toonden dat de moleculen in de elliptische wolk rondgetrokken worden door enorme gravitationele krachten, door een zeer sterke zwaartekrecht dus. Uit computermodellen bleek dat de meest waarschijnlijke oorzaak een zwart gat was, met een doorsnede van niet meer dan 1,4 biljoen kilometer. De gaswolk zelf is zo’n 150 biljoen kilometer breed en ligt zo’n 200 lichtjaar van het centrum van de Melkweg verwijderd.

Het vermoeden van de onderzoekers dat een zwart gat in het midden van de gaswolk lag, kreeg bevestiging toen andere waarnemingen radiogolven oppikten die kenmerkend zijn voor een zwart gat, vanuit het centrum van de gaswolk, zo zei Tomaharu Oka, een astronoom aan de Keio Universiteit in Tokio aan “The Guardian”. “Dit is de eerste waarneming van een kandidaat middelgroot zwart gat in de Melkweg”, zo zei hij.

De grote foto omvat röntgenbeelden van de Chandra-telescoop (blauw) en infrarode beelden van de Hubble-ruimtetelescoop (rood en geel). De inzet toont een close up van het superzware zwart gat Sagittarius A*, met alleen röntgenbeelden, en toont een gebied van zo’n half lichtjaar breed. De röntgenstraling is afkomstig van heet gas dat gevangen wordt door het zwart gat, en naar binnen wordt gezogen. (Foto: X-ray: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI). De foto bovenaan het artikel toont de Melkweg (links) en rechts een voorstelling van het centrum, waar een dichte ring van verrassend heet gas en stof het superzware zwart gat omringt.

Tussenstap

De zogenoemde middelzware zwarte gaten vullen een kloof in de kennis van astronomen over de meest massieve objecten in het universum. De kleinste zwarte gaten worden gevormd wanneer bepaalde types van sterren exploderen op het einde van hun levensloop. Volgens de berekeningen van onderzoekers moeten er zo’n 100 miljoen van deze stellaire zwarte gaten in de Melkweg zijn, maar tot nu toe zijn er nog maar een 60-tal gevonden.

Astronomen weten echter ook dat veel grotere, superzware zwarte gaten in het hart van grote sterrenstelsels liggen. Dat is ook het geval met onze Melkweg, waar Sagittarius A* even veel weegt als vier miljoen zonnen.

Wat niet geweten is, is hoe die superzware zwarte gaten gevormd worden. Een theorie is dat kleinere zwarte gaten gestaag samensmelten tot grotere exemplaren, en dat die op hun beurt samenkomen om superzware zwarte gaten te vormen in het centrum van sterrenstelsels. Maar tot nu toe is er nog geen overtuigend bewijs gevonden voor middelzware zware gaten. Het waarnemen van een mogelijk zwart gat dat even veel weegt als 100.000 van onze zonnen, is precies de tussenstap in dit proces waar astronomen naar op zoek zijn.

Astronoom Oka, van wie het onderzoek gepubliceerd is in “Nature Astronomy”, zei aan “The Guardian” dat het pas ontdekte zwart gat mogelijke de kern is van een oud dwergsterrenstelsel, dat gekannibaliseerd is tijdens de vorming van de Melkweg, miljarden jaren geleden.

Pas ontdekte zwart gat zal opgeslokt worden

Astronome Brooke Simmons van de University of California in San Diego, die niet betrokken was bij de nieuwe studie, noemde het onderzoek “zorgvuldig detective-werk”.

“We weten dat kleinere zwarte gaten gevormd worden als bepaalde sterren sterven, wat hen tamelijk veel voorkomend maakt”, zo zei ze aan “The Guardian”. “We denken dat sommige van die zwarte gaten de zaden zijn waaruit de veel grotere superzware zwarte gaten groeien, tot ze minstens een miljoen keer massiever zijn. Die groei zou moeten gebeuren, voor een deel door versmeltingen met andere zwarte gaten, en voor een deel door de accretie van materiaal uit het stuk van het sterrenstelsel dat het zwart gat omringt.”

“Astrofysici hebben waarnemingsbewijzen verzameld voor zowel stellaire zwarte gaten als voor superzware zwarte gaten gedurende tientallen jaren, maar ook al denken we dat de grootste groeien uit de kleinste, we hebben nog nooit duidelijke aanwijzingen gehad voor een zwart gat met een massa tussen die beide extremen in”, zo voegde ze eraan toe.

Hoe dan ook, de theorie wijst duidelijk op het lot dat het pas ontdekte zwart gat te wachten staat. Na verloop van tijd, zo zei Oka, zal het object naar Sagittarius A* toe getrokken worden, en er in verzinken, waardoor het superzware zwart gat in het hart van de Melkweg zelfs nog zwaarder zal worden.