Astronomen van de Columbia University in New York hebben een sterrenstelsel ontdekt met duizenden gewone zwarte gaten rondom het superzware zwarte gat Sagittarius A *, gelegen in het centrum van ons sterrenstelsel. De wetenschappers merken op dat het observeren van deze objecten zal helpen om Einsteins relativiteitstheorie te testen. De onderzoekers deelden hun werk in een artikel in het tijdschrift Nature.
“In alle andere delen van de melkweg zijn we erin geslaagd om slechts vijfhonderd zwarte gaten te ontdekken. Tegelijkertijd zegt de theorie dat er in een klein gebied in het centrum van de Melkweg, waarvan de lengte, breedte en hoogte slechts zes lichtjaar zijn, minstens 10.000 van dergelijke objecten zijn. Pas nu hebben we het eerste bewijs om deze veronderstelling te ondersteunen,”aldus Chuck Haley van Columbia University in New York.
Zoals bij alle melkwegstelsels vermoedelijk, is er een zeer groot zwart gat in het centrum van onze Melkweg. In ons geval wordt het Boogschutter A * genoemd, zijn massa is ongeveer 4 miljoen keer zwaarder dan onze zon en bevindt zich 26 duizend lichtjaar van de aarde.
Wetenschappers merken op dat er enkele tientallen sterren rond Boogschutter A * zijn, evenals verschillende grote gaswolken die er met een zeer hoge snelheid omheen draaien. Wanneer deze objecten te dicht bij het zwarte gat komen, begint de zwaartekracht ze letterlijk uit elkaar te scheuren, wat gepaard gaat met een zeer heldere emissie van straling.
Andere zwarte gaten in de buurt van Boogschutter A * zullen echter een ander lot hebben, merkt Hayley op. In hun geval trekt het superzware zwarte gat hen constant aan totdat ze er uiteindelijk mee samensmelten. In dit geval treden er geen fakkels op in het optische bereik en kunnen we alle tekenen van deze versmelting waarnemen door uitbarstingen van zwaartekrachtgolven die voor ons onzichtbaar zijn. Het is om deze reden dat wetenschappers de aanwezigheid van zwarte gaten in het centrum van onze melkweg niet konden achterhalen en dienovereenkomstig de juistheid van de voorspelling van hun aantal konden controleren door de theorie die de evolutie van melkwegstelsels beschrijft.
Een team van Amerikaanse astrofysici was in staat om het eerste bewijs te krijgen dat deze zwarte gaten echt bestaan. En niet alleen om hun aanwezigheid te bewijzen, maar ook om hun aantal te tellen. Wetenschappers hebben gesuggereerd dat sommige van deze zwarte gaten niet alleen rond het centrum van de Melkweg zullen draaien, maar in combinatie met een gewone ster, pulsar of een ander zichtbaar object.
In de aanwezigheid van zo'n paar gedragen zwarte gaten zich in de regel als dominanten en beginnen ze geleidelijk materie te stelen van een minder dichte en grotere ster. Als het volume aan gas en stof dat uit zo'n ster wordt afgezogen te groot wordt, dan heeft het zwarte gat simpelweg geen tijd om alle materie op te zuigen, waardoor een soort "donut" van heet gas en stof in zijn omgeving verschijnt, waarbinnen periodiek röntgenflitsen verschijnen.
Astrofysici leggen uit dat deze lichtbundels een relatief lage helderheid hebben in vergelijking met andere stellaire cataclysmen, maar ze komen veel vaker voor en hebben een eigenaardig spectrum. Dit is precies wat het mogelijk maakt om ze te onderscheiden van andere objecten in het centrum van ons sterrenstelsel.
Promotie video:
Als onderzoeksveld gebruikte het team van Haley beelden van de omgeving van het zwarte gat van Sagittarius A *, verkregen met het Chandra Space X-ray observatorium in de afgelopen tien jaar. Op hen probeerden wetenschappers de hierboven beschreven paren zwarte gaten en gewone stellaire objecten te vinden.
Als gevolg hiervan ontdekten de onderzoekers 12 van dergelijke paren tegelijk, gelegen op een kleine (in kosmische termen natuurlijk) afstand van het belangrijkste zwarte gat van onze melkweg. Volgens astrofysici kan de helft van deze paren bestaan uit zwarte gaten en pulsars. Tegelijkertijd geven hun locatie en eigenschappen aan dat ongeveer vijfhonderd vergelijkbare paren en ongeveer 10.000 enkele zwarte gaten rond Boogschutter A * draaien.
Het centrale zwarte gat van de Melkweg (gemarkeerd met een groene cirkel) is omgeven door vele röntgenbronnen (gemarkeerd met blauwe en rode cirkels), dit zijn paren van zwarte gaten en sterren.
“We waren in staat om een van de belangrijkste astronomische theorieën te bevestigen en aanzienlijke vooruitgang te boeken bij het testen van vele andere ideeën. Deze ontdekking zal ons bijvoorbeeld helpen zwaartekrachtgolven efficiënter te observeren, aangezien we nu de mogelijkheid hebben om nauwkeurig in te schatten hoeveel fusies van zwarte gaten er in de Melkweg kunnen plaatsvinden. Het blijkt dat alles wat we nodig hebben in het centrum van onze Melkweg te vinden is,”voegde Haley toe.
Nikolay Khizhnyak
