Persbericht

Zwart gat verstopt zich in sterrenhoop buiten ons Melkwegstelsel

11 november 2021

Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen een klein zwart gat buiten ons Melkwegstelsel weten op te sporen, door te kijken naar hoe het de beweging van een ster in zijn nabijheid beïnvloedt. Het is voor het eerst dat deze detectiemethode is gebruikt om een zwart gat buiten ons Melkwegstelsel te ontdekken. De methode zou van cruciaal belang kunnen zijn voor het opsporen van verborgen zwarte gaten in de Melkweg en in nabije sterrenstelsels, en zou licht kunnen werpen op de manier waarop deze geheimzinnige objecten ontstaan en evolueren.

Het pas ontdekte zwarte gat hield zich schuil in NGC 1850, een verzameling van duizenden sterren op ongeveer 160.000 lichtjaar afstand in de Grote Magelhaense Wolk – een klein buurstelsel van de Melkweg.

‘Ongeveer net zoals Sherlock Holmes een criminele bende opspoort aan de hand van hun misstappen, bekijken we elke ster in deze sterrenhoop met behulp van een vergrootglas en proberen we aanwijzingen te vinden voor de aanwezigheid van zwarte gaten, zonder ze rechtstreeks te zien,’ zegt Sara Saracino van het Astrophysics Research Institute van de Liverpool John Moores University in het Verenigd Koninkrijk, die de leiding had over het onderzoek dat nu geaccepteerd is voor publicatie in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. ‘Het hier getoonde resultaat betreft slechts één van de gezochte misdadigers, maar als je er één hebt gevonden, zit je op het goede spoor om er nog veel meer te ontdekken, die zich andere sterrenhopen verschuilen.’

De eerste ‘boef’ die het team heeft opgespoord, blijkt ongeveer elf keer zoveel massa te hebben als onze zon. De astronomen kwamen hem op het spoor via de zwaartekrachtsinvloed die hij uitoefent op de ster van vijf zonsmassa’s die om hem heen draait. Eerder hebben astronomen zulke kleine zwarte gaten al in andere sterrenstelsels weten op te sporen door de röntgenstraling te detecteren die zwarte gaten uitzenden wanneer ze materie opslokken of via de zwaartekrachtgolven die zwarte gaten uitzenden wanneer ze in botsing komen met elkaar of met neutronensterren.

De meeste zwarte gaten van enkele stermassa’s verraden hun bestaan echter niet door het uitzenden van röntgenstraling of zwaartekrachtgolven. ‘De overgrote meerderheid kan alleen door middel van dynamica worden ontdekt,’ zegt teamlid Stefan Dreitzler, verbonden aan de Georg-August-Universität Göttingen in Duitsland. ‘Wanneer ze een gewone ster als begeleider hebben, beïnvloeden ze diens beweging op een subtiele maar detecteerbare manier, zodat we ze met geavanceerde instrumenten kunnen opsporen.’

Met behulp van de dynamische methode die Saracino en haar team hebben gebruikt, zouden astronomen veel meer zwarte gaten kunnen opsporen en ontraadselen. ‘Elke detectie die we doen zal belangrijk zijn voor ons begrip van sterrenhopen en de daarin aanwezige zwarte gaten,’ zegt medeauteur Mark Gieles van de Universiteit van Barcelona, Spanje.

Het is voor het eerst dat een zwart gat is aangetroffen in een jonge sterrenhoop (NGC 1850 is slechts ongeveer 100 miljoen jaar oud – een oogwenk naar astronomische maatstaven). Door de dynamische methode op vergelijkbare sterrenhopen toe te passen, kunnen de astronomen nog meer jonge zwarte gaten opsporen, en deze vergelijken met de grotere rijpere zwarte gaten in oudere sterrenhopen. Op die manier kan meer inzicht worden verkregen in de wijze waarop deze objecten ‘groeien’ door zich met sterren te voeden of met andere zwarte gaten samen te smelten. Bovendien zou het in kaart brengen van de demografie van zwarte gaten in sterrenhopen ons begrip van de oorsprong van de bronnen van zwaartekrachtgolven verbeteren.

Bij hun zoektocht maakten de astronomen gebruik van gegevens die verspreid over twee jaar zijn verzameld met de Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), gekoppeld aan ESO’s VLT, die in de Chileense Atacama-woestijn staat opgesteld. ‘MUSE stelde ons in staat om zeer dichtbevolkte gebieden te observeren, zoals de binnenste regionen van sterrenhopen, en het licht van elke ster in de omgeving te analyseren. Met het instrument kan in één klap informatie over duizenden sterren worden verzameld, minstens tien keer meer dan met welk ander instrument dan ook’, zegt medeauteur Sebastian Kamann, een MUSE-deskundige die al lange tijd werkzaam is aan het Liverpool Astrophysics Research Institute. Dit maakte het mogelijk om de ster te ontdekken waarvan de eigenaardige beweging de aanwezigheid van het zwarte gat verried. Gegevens van het Optical Gravitational Lensing Experiment van de Universiteit van Warschau en van de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA stelden de astronomen in staat om hun bevindingen te bevestigen en de massa van het zwarte gat te meten.

Met ESO’s Extremely Large Telescope in Chili, die later dit decennium operationeel zal worden, zullen astronomen nog meer verborgen zwarte gaten kunnen opsporen. ‘De ELT zal zeker een revolutie teweegbrengen op dit gebied,’ zegt Saracino. ‘Daarmee zullen we beduidend zwakkere sterren in hetzelfde beeldveld kunnen waarnemen, en ook naar zwarte gaten kunnen gaan zoeken in bolvormige sterrenhopen op veel grotere afstanden.’

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in een artikel dat in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zal verschijnen.

Het onderzoeksteam bestaat uit S. Saracino (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, UK [LJMU]), S. Kamann (LJMU), M.G. Guarcello (Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Italië), C. Usher (Department of Astronomy, Oskar Klein Centre, Stockholm University, Stockholm, Zweden), N. Bastian (Donostia International Physics Center, Donostia-San Sebastián, Spanje, Basque Foundation for Science, Bilbao, Spanje & LJMU), I. Cabrera-Ziri (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Heidelberg, Duitsland), M. Gieles (ICREA, Barcelona, Spanje en Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spanje), S. Dreizler (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Duitsland [GAUG]), G.S. Da Costa (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Canberra, Australië), T.-O. Husser (GAUG) en V. Hénault-Brunet (Department of Astronomy and Physics, Saint Mary’s University, Halifax, Canada).

De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) stelt wetenschappers van over de hele wereld in staat om de geheimen van het heelal te ontdekken, ten bate van iedereen. Wij ontwerpen, bouwen en exploiteren observatoria van wereldklasse die door astronomen worden gebruikt om spannende vragen te beantwoorden en de fascinatie voor astronomie te verspreiden, en bevorderen internationale samenwerking op het gebied van de astronomie. ESO, in 1962 opgericht als intergouvernementele organisatie, wordt inmiddels gedragen door 16 lidstaten (België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland) en door het gastland Chili, met Australië als strategische partner. Het hoofdkwartier van de ESO en haar bezoekerscentrum en planetarium, de ESO Supernova, zijn gevestigd nabij München in Duitsland, maar onze telescopen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn – een prachtige plek met unieke omstandigheden voor het doen van hemelwaarnemingen. ESO exploiteert drie waarnemingslocaties: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s  Very Large Telescope en Very Large Telescope Interferometer, evenals twee surveytelescopen: VISTA voor infrarood en de VST voor zichtbaar licht. Op Paranal zal de ESO ook de Cherenkov Telescope Array South huisvesten en exploiteren – ’s werelds grootste en gevoeligste observatorium van gammastraling. Samen met internationale partners beheert ESO APEX en ALMA op Chajnantor, twee faciliteiten die de hemel waarnemen in het millimeter- en submillimetergebied. Op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwen wij ‘het grootste oog ter wereld’  – ESO’s Extremely Large Telescope. Vanuit onze kantoren in Santiago, Chili, ondersteunen wij onze activiteiten in het gastland en werken wij samen met Chileense partners en de Chileense samenleving.

Links

•           Onderzoeksartikel

•           Foto‘s van de VLT

•           Lees meer over ESO‘s Extremely Large Telescope

•           Voor journalisten: abonneer je op persberichten in je eigen taal

•           Voor wetenschappers: heb je een verhaal? Promoot je onderzoek

Contact

Sara Saracino
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
E-mail: S.Saracino@ljmu.ac.uk

Sebastian Kamann
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
E-mail: S.Kamann@ljmu.ac.uk

Stefan Dreizler
Institute for Astrophysics, University of Göttingen
Göttingen, Germany
E-mail: dreizler@astro.physik.uni-goettingen.de

Mark Gieles
ICREA, Barcelona, Spain and Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona
Barcelona, Spain
E-mail: mgieles@icc.ub.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mob: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Rodrigo Alvarez (press contact België)
ESO Science Outreach Network en Planetarium, Royal Observatory of Belgium
Tel: +32-2-474 70 50
E-mail: eson-belgië@eso.org

Connect with ESO on social media