Astronomen hebben voor de eerste – en direct ook de tweede – keer een zwart gat gedetecteerd dat een neutronenster opvreet. Zo’n schranspartij gaat gepaard met zoveel geweld, dat het rimpelingen in de ruimtetijd veroorzaakt, zogeheten zwaartekrachtsgolven. Deze golven reisden meer dan 900 miljoen lichtjaar voordat ze de detectoren op aarde bereikten.
De eerste botsing werd op 5 januari 2020 gedetecteerd door twee apparaten: het Virgo-observatorium in Italië en een van de twee detectoren van het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in de Verenigde Staten. De tweede LIGO-detector was op dat moment tijdelijk offline. De botsing vond plaats tussen een zwart gat dat ongeveer 8,9 keer zo zwaar is als de zon en een neutronenster van ongeveer 1,9 zonsmassa’s.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
De tweede botsing, die op 15 januari 2020 met alle drie de detectoren werd waargenomen, was tussen een zwart gat van ongeveer 5,7 zonsmassa’s en een neutronenster van ongeveer 1,5 zonsmassa’s. Hoewel LIGO eerder al andere gebeurtenissen heeft gedetecteerd die botsingen tussen zwarte gaten en neutronensterren hadden kúnnen zijn, zijn deze twee metingen aanzienlijk duidelijker en definitiever.
Opgeslokt
Omdat de twee gebeurtenissen zo ver weg hebben plaatsgevonden, konden de astronomen geen licht aan de hemel waarnemen afkomstig van de botsingen. Maar zelfs als ze dichterbij waren geweest, is het mogelijk dat er helemaal geen zichtbaar licht bij is geproduceerd, omdat de zwarte gaten zo veel zwaarder waren dan de neutronensterren. ‘Simulaties wijzen erop dat de neutronenster in zijn geheel zou worden opgeslokt, niet versnipperd’, zegt LIGO-teamlid Astrid Lamberts van het Observatorium van de Côte d’Azur (OCA) in Frankrijk. ‘Hij zou gewoon helemaal in het zwarte gat kunnen verdwijnen.’
Waarnemingen zoals deze kunnen ons helpen begrijpen hoe zo’n vreemd, ongelijkwaardig duo ontstaat. Een zwart gat en een neutronenster kunnen als paar worden geboren, uit sterren die al om elkaar heen draaiden, of ze kunnen elkaar later in hun leven tegenkomen. Er zijn voorzichtige aanwijzingen dat dit laatste het geval is geweest bij de tweede waarneming, maar die zijn nog niet concreet genoeg om het met zekerheid te zeggen.
Volgende wens
De volgende waarnemingsronde van LIGO staat gepland voor medio tot eind 2022. Dan zouden astronomen meer van deze vreemde paren moeten kunnen detecteren, evenals andere soorten objecten.
‘We hebben dubbele zwarte gaten gezien, we hebben dubbele neutronensterren gezien, en nu hebben we zeker een combinatie van beide gezien’, zegt Nelson Christensen, ook een LIGO-onderzoeker bij OCA. ‘Nu hebben we nog een supernova of een draaiende pulsar nodig; dat zou de volgende grote vondst zijn.’
