Astronomen hebben het meest massieve stellaire zwarte gat in het Melkwegstelsel geïdentificeerd. Dit zwarte gat werd opgemerkt in de missiegegevens Gaia van de European Space Agency, omdat het een vreemde ‘wiebelige’ beweging veroorzaakt van de begeleidende ster die eromheen draait. Gegevens van de Very Large Telescope van de European Southern Observatory (ESO's VLT) en andere observatoria op de grond werden gebruikt om de massa van het zwarte gat te verifiëren, dat 33 maal de massa van de zon bleek te zijn.
Stellaire zwarte gaten worden gevormd door de ineenstorting van massieve sterren, en de eerder ontdekte gaten in de Melkweg zijn gemiddeld tien keer zo zwaar als de zon. Zelfs het volgende meest massieve stellaire zwarte gat dat we in onze Melkweg kennen, Cygnus X-10, bereikt slechts 1 zonsmassa's, wat deze nieuwe waarneming van 21 zonsmassa's uitzonderlijk maakt.
Het is opmerkelijk dat dit zwarte gat zich ook extreem dicht bij ons bevindt: op slechts 2000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Aquila is het het tweede zwarte gat waarvan bekend is dat het zich het dichtst bij de aarde bevindt. Het heet Gaia BH3, of kortweg BH3, en werd ontdekt toen het team observaties van Gaia aan het beoordelen was ter voorbereiding op een aanstaande datapublicatie.
‘Niemand had verwacht dat er vlakbij een enorm zwart gat op de loer zou liggen dat nog niet was ontdekt’, zegt Pasquale Panuzzo, deelnemer aan het Gaia-project, astronoom bij het Observatorium van Parijs, onderdeel van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS). "Je kunt zo'n ontdekking maar één keer in je onderzoeksleven doen."
Om hun ontdekking te bevestigen gebruikte het Gaia-team gegevens van observatoria op de grond, waaronder de Ultraviolet and Visible Emission Spectrograph (UVES) van het VLT-observatorium van de European Space Agency in de Atacama-woestijn in Chili. Deze waarnemingen onthulden belangrijke eigenschappen van de begeleidende ster die, samen met de Gaia-gegevens, astronomen in staat stelden de massa van BH3 nauwkeurig te meten.
Astronomen hebben soortgelijke massieve zwarte gaten buiten onze Melkweg ontdekt (met behulp van een andere detectiemethode) en hebben gesuggereerd dat deze mogelijk zijn gevormd door de ineenstorting van sterren met zeer weinig elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium in hun chemische samenstelling. Er wordt aangenomen dat deze zogenaamde metaalarme sterren tijdens hun leven minder massa verliezen en daardoor meer materiaal hebben om na hun dood massieve zwarte gaten te vormen. Maar bewijs dat metaalarme sterren rechtstreeks in verband zou brengen met superzware zwarte gaten ontbrak nog steeds.
De sterren in het paar hebben doorgaans een vergelijkbare samenstelling, wat betekent dat de BH3-satelliet belangrijke aanwijzingen bevat over de ster die instortte en dit uitzonderlijke zwarte gat vormde. Uit de UVES-gegevens bleek dat de satelliet een zeer metaalarme ster was, wat erop wijst dat de ster die instortte en BH3 vormde ook metaalarm was – zoals voorspeld.
"We hebben de uitzonderlijke stap gezet om dit artikel te publiceren op basis van voorlopige gegevens voor de komende Gaia-release vanwege de unieke aard van de ontdekking", zegt co-auteur Elisabeth Kaffau, die ook lid is van het Gaia-project bij het CNRS Observatorium. in Parijs. Door vroege toegang tot de gegevens kunnen andere astronomen nu beginnen met het bestuderen van het zwarte gat, zonder te wachten op de volledige publicatie van de gegevens, die gepland staat voor eind 2025.
Verdere observaties van dit systeem kunnen meer onthullen over zijn geschiedenis en over het zwarte gat zelf. Het GRAVITY-instrument op de VLT-interferometer van ESO kan astronomen bijvoorbeeld helpen erachter te komen of dit zwarte gat materie uit zijn omgeving aantrekt en dit fascinerende object beter te begrijpen.
Lees ook: