Zwaar zwart gat ontdekt in onze kosmische ‘achtertuin’

Het zwarte gat werd opgemerkt in gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop van het Europese ruimteagentschap ESA, omdat het een vreemde 'wiebelbeweging' teweegbrengt bij de ster die om hem heen draait. Gegevens van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) zijn gebruikt om de massa van het zwarte gat te bevestigen: het blijkt maar liefst 33 keer zo zwaar te zijn als de zon.

Stellaire zwarte gaten ontstaan door het ineenstorten van zware sterren. De exemplaren die eerder in het Melkwegstelsel zijn aangetroffen zijn gemiddeld ongeveer tien keer zo zwaar als de zon. Het op één na zwaarste stellaire zwarte gat dat in de Melkweg is ontdekt, Cygnus X-1, heeft een massa van 21 zonsmassa’s.

Opmerkelijk genoeg is het nu ontdekte zwarte gat heel dichtbij: het bevindt zich op slechts 2000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Arend en is daarmee het op één na dichtstbijzijnde zwarte gat dat we kennen. Het object, dat Gaia BH3 of kortweg BH3 wordt genoemd, werd ontdekt terwijl een team bezig was om Gaia-waarnemingen te evalueren voor een komende data-release. ‘Dat er in onze omgeving een zwart gat van deze massa onopgemerkt heeft kunnen blijven, kwam voor iedereen als een verrassing’, zegt Pasquale Panuzzo, lid van de Gaia-samenwerking en astronoom aan de Sterrenwacht van Parijs. ‘Dit is het soort ontdekking dat je maar één keer in je actieve loopbaan doet.’

Metaalarme sterren

Om hun ontdekking te bevestigen, gebruikte de Gaia-samenwerking gegevens van sterrenwachten op de vaste grond, onder meer van de Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) van ESO’s VLT, die in de Chileense Atacama-woestijn staat opgesteld. Deze waarnemingen brachten cruciale eigenschappen van de begeleidende ster aan het licht die, samen met de Gaia-gegevens, astronomen in staat stelden om de massa van BH3 nauwkeurig te meten.

Astronomen denken dat zwarte gaten als BH3 kunnen ontstaan door het ineenstorten van sterren die weinig elementen zwaarder dan waterstof en helium bevatten. Van deze zogeheten metaalarme sterren wordt vermoed dat ze tijdens hun bestaan minder massa verliezen, en daardoor meer materiaal overhouden om na hun dood zwarte gaten van hoge massa te kunnen produceren. Maar tot nu toe was er geen bewijs dat een rechtstreeks verband legt tussen metaalarme sterren en zware zwarte gaten.

Voor alle duidelijkheid: Gaia BH3 is lang niet het zwaarste zwarte gat in ons Melkwegstelsel: die eer komt toe aan Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat bijna vier miljoen keer zoveel massa heeft als de zon. Wel is BH3 voor zover bekend het zwaarste zwarte gat in de Melkweg dat door de ineenstorting van een ster is ontstaan.