NGC 1399, een elliptisch stelsel op ongeveer 65 miljoen lichtjaar van de aarde. Krediet: NASA, Chandra

Een dicht stellair overblijfsel is uit elkaar gerukt door een zwart gat dat duizend keer zo groot is als de zon. Indien bevestigd, zou deze ontdekking een kosmisch dubbelspel zijn: het zou een sterk bewijs zijn voor een zwart gat met tussenliggende massa - waarover veel discussie is geweest - en het zou de eerste keer zijn dat zo'n zwart gat wordt betrapt op het uit elkaar scheuren van een ster. Wetenschappers geloven dat een mysterieuze intense röntgenstraling, een zogenaamde "ultraluminische röntgenbron" of ULX, verantwoordelijk is voor de vernietiging. "Astronomen hebben ervoor gezorgd dat sterren eerder uit elkaar werden gescheurd door superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, maar dit is het eerste goede bewijs voor een dergelijke gebeurtenis in een bolhoop", zei Jimmy Irwin van de Universiteit van Alabama, die de studie.

De nieuwe resultaten zijn afkomstig van de Chandra X-ray Observatory en de Magellan-telescoop en werden vandaag aangekondigd op de 215e bijeenkomst van de American Astronomical Society.

Het scenario is gebaseerd op Chandra-waarnemingen, die de ULX in een dichte cluster van oude sterren hebben onthuld, en optische waarnemingen die een bijzondere mix van elementen vertoonden die verband houden met de röntgenstraling. Alles bij elkaar genomen kan worden gesteld dat de röntgenstraling wordt geproduceerd door puin van een verstoorde witte dwergster die wordt verwarmd terwijl deze naar een massief zwart gat valt. De optische emissie komt van verder weg puin dat wordt verlicht door deze röntgenstralen.

De intensiteit van de röntgenstraling plaatst de bron in de categorie, wat betekent dat deze meer licht geeft dan welke bekende stellaire röntgenbron, maar minder licht dan de heldere röntgenbronnen (actieve galactische kernen) die geassocieerd zijn met superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels. De aard van ULX's is een mysterie, maar een suggestie is dat sommige ULX's zwarte gaten zijn met massa's tussen ongeveer honderd en enkele duizenden keren die van de zon, een bereik dat ligt tussen stellaire zwarte gaten en superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels.

Deze ULX bevindt zich in een bolhoop, NGC 1399, een elliptisch sterrenstelsel op ongeveer 65 miljoen lichtjaar van de aarde, een zeer oude en overvolle sterrenhoop. Astronomen vermoedden dat bolvormige sterrenhopen zwarte gaten met een gemiddelde massa zouden kunnen bevatten, maar sluitend bewijs hiervoor was ongrijpbaar.

Irwin en zijn collega's verkregen optische spectra van het object met behulp van de Magellan I- en II-telescopen in Las Campanas, Chili. Deze gegevens laten emissie zien van gas dat rijk is aan zuurstof en stikstof, maar geen waterstof, een zeldzame set signalen van bolvormige sterrenhopen. De fysische omstandigheden die uit de spectra zijn afgeleid, suggereren dat het gas in een zwart gat van ten minste 1000 zonsmassa's draait. De overvloedige hoeveelheid zuurstof en de afwezigheid van waterstof geven aan dat de vernietigde ster een witte dwerg was, de eindfase van een zonnetype-ster die zijn waterstof heeft verbrand en een hoge zuurstofconcentratie achterlaat. De stikstof in het optische spectrum blijft een raadsel.

'We denken dat deze ongebruikelijke kenmerken kunnen worden verklaard door een witte dwerg die te dicht bij een zwart gat is afgedwaald en door de extreme getijdenkrachten is verscheurd', zegt co-auteur Joel Bregman van de Universiteit van Michigan.

Theoretisch werk suggereert dat de door getijdenverstoring geïnduceerde röntgenstraling gedurende meer dan een eeuw helder zou kunnen blijven, maar met de tijd zou moeten verdwijnen. Tot dusver heeft het team vastgesteld dat de röntgenstraling van 2000 tot 2008 met 35% is gedaald.

Irwin zei op de persconferentie van vandaag dat een nieuw onderzoek dat net is begonnen, zal zoeken naar meer bolvormige clusters met röntgenbronnen.

Bronnen: Chandra, AAS Meeting