Niet alleen is een nieuw gevonden zwart enorm, het is ook het verste verre zwarte gat dat ooit is ontdekt. Met behulp van ESO's Very Large Telescope tuurden astronomen zes miljoen lichtjaar van de aarde in een spiraalstelsel genaamd NGC 300 en vonden een zwart gat met een massa van meer dan vijftien keer die van de zon. Dit maakt het het op een na meest massieve zwarte gat in de stellaire massa ooit gevonden. Maar al snel kon het groter worden. Het zwarte gat lijkt een nabije partner te hebben, een enorme Wolf-Rayet-ster die waarschijnlijk zelf een zwart gat zal worden, en de twee zwarte gaten kunnen opgaan in een nog massiever object.
In 2007 werd een röntgenbron in NGC 300 ontdekt met de XMM-Newton X-ray observatory en de Swift Observatory. "We hebben periodieke, extreem intense röntgenstraling geregistreerd, een aanwijzing dat er mogelijk een zwart gat op de loer ligt in het gebied", zegt teamlid Stefania Carpano van ESA.
Latere waarnemingen met het FORS2-instrument van de VLT (een visuele en bijna UV FOcal Reducer en spectrograaf met lage dispersie) bevestigden hun voorgevoel, maar toonden ook aan dat het zwarte gat en de Wolf-Rayet-ster om de 32 uur om elkaar heen cirkelden. De astronomen ontdekten ook dat het zwarte gat materie van de ster verwijdert terwijl ze om elkaar heen draaien.
'Dit is inderdaad een heel ‘intiem’ stel,' zei medewerker Robin Barnard. "Hoe zo'n strak gebonden systeem is gevormd, is nog steeds een mysterie."
Zwarte gaten in de stellaire massa zijn de extreem dichte, laatste overblijfselen van de ineenstorting van zeer zware sterren. Deze zwarte gaten hebben massa's tot ongeveer twintig keer de massa van de zon, in tegenstelling tot superzware zwarte gaten, gevonden in het centrum van de meeste sterrenstelsels, die een miljoen tot een miljard keer zoveel kunnen wegen als de zon. Tot dusver zijn er ongeveer 20 zwarte gaten met een stellaire massa gevonden.
Er is eerder slechts één ander systeem van dit type gezien, maar andere systemen met een zwart gat en een begeleidende ster zijn astronomen niet onbekend. Op basis van deze systemen zien de astronomen een verband tussen de massa van het zwarte gat en de galactische chemie.
"We hebben gemerkt dat de meest massieve zwarte gaten zich meestal in kleinere sterrenstelsels bevinden die minder‘ zware ’chemische elementen bevatten, 'zei Crowther. "Grotere sterrenstelsels die rijker zijn aan zware elementen, zoals de Melkweg, slagen er alleen in zwarte gaten te produceren met kleinere massa's."
Astronomen zijn van mening dat een hogere concentratie aan zware chemische elementen van invloed is op hoe een massieve ster evolueert, waardoor de hoeveelheid materie die wordt afgestoten toeneemt, wat resulteert in een kleiner zwart gat wanneer het overblijfsel uiteindelijk instort.
Over minder dan een miljoen jaar is het de beurt aan de Wolf-Rayet-ster om supernova te worden en een zwart gat te worden. "Als het systeem deze tweede explosie overleeft, zullen de twee zwarte gaten samensmelten en bij het samenvoegen grote hoeveelheden energie in de vorm van zwaartekrachtgolven uitstralen", aldus Crowther.
Maar dit zal een paar miljard jaar niet gebeuren. "Onze studie laat echter zien dat dergelijke systemen kunnen bestaan, en systemen die al zijn geëvolueerd tot een binair zwart gat, kunnen worden gedetecteerd door sondes van zwaartekrachtgolven, zoals LIGO of Maagd."
Papier: NGC 300 1-X is een Wolf-Rayet / Black Hole Binary
Bron: ESO
