De Hubble-ruimtetelescoop heeft een kosmisch geboortekaartje ontvangen van 20 miljoen lichtjaar ver weg. De meting markeert mogelijk de eerste keer dat astronomen de geboorte van een zwart gat zien.
Wanneer de brandstof van zeer zware sterren opraakt, sterven zij in een grote explosie. Hierbij schieten stralen van materie en straling op hoge snelheid door de ruimte. Wat overblijft van de ster klapt in elkaar en verandert in een zwart gat. Deze heeft zo’n hoge dichtheid en sterke zwaartekracht dat zelfs licht er niet uit kan ontsnappen. Althans, dat is de theorie.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Christopher Kochanek en zijn team astronomen van Ohio State University in de Verenigde Staten hebben iets speciaals ontdekt in meetgegevens van de Hubble-ruimtetelescoop, iets dat een aanwijzing kan zijn voor de geboorte van een zwart gat. De telescoop verkreeg deze data door naar de rode superreus N6946-BH1 te gluren. Deze ster bevindt zich op een afstand van 20 miljoen lichtjaar van de aarde.
Vervagende ster
N6946-BH1 is voor het eerst geobserveerd in 2004 en was ooit zo zwaar als 25 zonnen. Kochanek en zijn collega’s zagen dat de ster in 2009 enkele maanden lang een miljoen maal feller scheen dan onze zon. Daarna zwakte het licht gestaag weer af. Nieuwe Hubble-beelden geven aan dat de ster geen straling meer uitzendt in alle zichtbare golflengtes. Alleen een vage bron van infrarood licht was zichtbaar, als een soort warme nagloed.
Deze observaties komen overeen met de theorie die voorspelt wat er gebeurt met een ster die ineenstort tot een zwart gat. Eerst spuwt de ster zo veel neutrino’s uit dat hij massa verliest. Zonder die massa mist de ster de benodigde zwaartekracht om een wolk van waterstofionen (waterstofatomen die een elektron missen) vast te houden. Die wolk zweeft vervolgens weg en koelt af. Omdat de temperatuur daalt, kunnen de waterstofionen weer opnieuw elektronen opnemen. Dat veroorzaakt een felle flits die een jaar kan duren. Als die eenmaal gedoofd is, is alleen het zwarte gat nog over.
Er zijn twee andere mogelijke verklaringen voor de verdwijning van een ster: hij kan met een andere ster fuseren of zich achter ruimtestof verschuilen. Maar deze verklaringen komen niet overeen met de data. Een fusie zou feller en langduriger stralen; stof zou de ster niet zo lang kunnen verhullen.
‘Dit is mogelijk de eerste directe aanwijzing van een ster die ineenstort tot een zwart gat,’ zegt de astronoom Avi Loeb van Harvard University.
Een donkere levenscyclus
De vondst vereist verdere bevestiging, maar dat hoeft niet lang meer te duren. Een zwart gat slokt materie op en boert daarbij röntgenstraling in een specifiek spectrum op. Die straling kan de Chandra-satelliet van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA mogelijk opvangen. Kochanek zegt dat hij hier al binnen twee maanden nieuwe data van verwacht.
Als Chandra niks vindt, betekent dat niet dat er geen sprake van een zwart gat is. In elk geval willen de astronomen blijven waarnemen met de Hubble-telescoop. Hoe langer de ster zich niet laat zien, hoe groter immers de kans is dat het om een zwart gat gaat. ‘Geduld zal in elk geval uitsluitsel geven,’ zegt Kochanek.
Met deze data kunnen de astronomen het begin van de levenscycli van zwarte gaten mogelijk beter beschrijven. Hierdoor kunnen zij simulaties ontwerpen van de geboorte van een zwart gat. Uiteindelijke wilt Kochanek kennis opdoen over de omstandigheden waarin een massieve ster een neutronenster vormt in plaats van een zwart gat.
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder: