LIGO

Astronomen zien twee superzware zwarte gaten op ramkoers met elkaar
De zwarte gaten bevinden zich dichter bij de Aarde en bij elkaar dan ieder ander bekend paar zwarte gaten.
Het sterrenstelsel NGC 7727 (links) en het vergrootte beeld (rechts) dat de twee galactische kernen toont die de superzware zwarte gaten bevatten.
Door een gewone telescoop gezien ziet het nabijgelegen sterrenstelsel NGC 7727 eruit als een ragfijne tuimelkruid dat in de nachtelijke hemel drijft. Maar daarbinnen zijn twee superzware zwarte gaten die een dans zijn begonnen die zal eindigen met hun gewelddadige samensmelting. Zoals een team van astronomen onlangs ontdekte bevinden deze twee objecten zich dichter bij de Aarde dan enig ander superzwaar paar zwarte gaten.
Een van de zwarte gaten heeft een massa van 6,3 miljoen zonsmassa terwijl het andere zwarte gat een massa heeft van maar liefst 154 miljoen zonsmassa. Het duo bevindt zich op een afstand van ongeveer 89 miljoen lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Waterman – Aquarius. Het onderzoeksteam bepaalde de massa van de beide objecten door te bestuderen hoe hun zwaartekracht sterren in hun omgeving beïnvloedt.
Zwarte gaten bevinden zich in het centrum van sterrenstelsels. Ook ons eigen sterrenstelsel herbergt zo’n zwart gat; Sagittarius A* heeft een massa van ongeveer 4miljoen zonsmassa en bevindt zich op een afstand van ongeveer 26.000 lichtjaar van de Aarde. Als twee sterrenstelsels samensmelten dan eindigen hun zwarte gaten draaiende in een gemeenschappelijk zwaartepunt en uiteindelijk zullen ze zelfs met elkaar versmelten. Samensmeltende zwarte gaten behoren tot de meest krachtige astrofysische fenomenen in het heelal en ze zijn de veroorzakers van de beroemde zwaartekrachtsgolven waarvan het bestaan door Einstein was voorspeld en die in 2015 voor het eerst werden waargenomen door het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO)
De nabijheid van NGC 7727 heeft het vorige record, dat stond op een paar dat 470 miljoen lichtjaar van ons is verwijderd, uit de boeken geblazen. Het onderzoeksartikel gaat gepubliceerd worden in Astronomy & Astrophysics.
Als zwarte gaten dichter bij elkaar komen worden ze door hun zwaartekracht met elkaar verbonden en draaien ze uiteindelijk om elkaar heen. Dit is in theorie waarneembaar maar dit stadium van de evolutie van zwarte gaten duurt kosmisch gezien slechts kort en tot nu toe heeft men het niet kunnen waarnemen. Volgens de onderzoekers zouden de overblijfselen van onbekende samensmeltingen van zwarte gaten het totaal aantal superzware zwarte gaten met ongeveer 30% kunnen vergroten.
Op dit moment kan LIGO zwaartekrachtsgolven waarnemen van zwarte gaten die enkele zonsmassa’s zwaar zijn. Op het moment dat de LISA ruimtemissie over een paar jaar actief wordt zullen astronomen in staat zijn om ook zwaartekrachtsgolven van het versmelten van superzware zwarte gaten waar te nemen.
Terwijl het sterrenstelsel zichtbaar is door een gewone telescoop kan men met behulp van de Very Large Telescope van de ESO in Chili, kleine lichtbollen in het stelsel waarnemen die aangeven waar de zwarte gaten zich bevinden (de aantrekkingskracht van zwarte gaten is zo sterk dat licht er niet uit kan ontsnappen maar de objecten zijn vaak omgeven door oververhit plasma dat fel gloeit).
De kleine scheiding en de snelheid van de twee zwarte gaten geven aan dat ze zullen samensmelten tot één monsterlijk groot zwart gat.
De astronomie van zwarte gaten staat op het punt een boost te krijgen want tegen het einde van dit decennium zal de Very Large Telescope van de ESO worden opgevolgd door de Extremely Large Telescope. Deze nieuwe telescoop zal hoog in de Atacama woestijn in Chili worden gebouwd. Deze woestijn is een aantrekkelijke plek voor astronomen vanwege de hoogte, de heldere lucht en het gebrek aan lichtvervuiling.
Volgens de onderzoekers is deze detectie van een superzwaar zwart gat paar nog maar het begin. De ELT zal een integraal onderdeel zijn van het begrijpen van deze objecten.
Moderne observatoria voor zwaartekrachtsgolven kunnen de rimpelingen in de ruimtetijd detecteren die worden veroorzaakt door botsingen van zwarte gaten en tussen zwarte gaten en neutronensterren. Maar we zullen waarschijnlijk niet de kans krijgen om dit paar eindelijk elkaar te zien omarmen. De beste schatting die men momenteel kan maken is namelijk da dit ergens binnen de komende 250 miljoen jaar zal gaan gebeuren.

Eerste publicatie: 2 december 2021
Bron: diverse persberichten