De ontdekking van wat mogelijk het lichtste zwarte gat tot nu toe gemeten is, vraagt om de invoer van een heel nieuwe klasse van deze materieslurpers.

Het woord ‘gigantisch’ is niet voldoende om het zwarte gat TON 618 te beschrijven. Met een massa van 66 miljard keer dat van onze zon, is het het massiefste zwarte gat dat we tot op heden (indirect) gemeten hebben.

Onderzoekers van de Ohio State University claimen nu het lichtste zwarte gat ontdekt te hebben, zo schrijven ze in vakblad Science. Met een massa van ‘slechts’ 3,3 zonnemassa’s, aldus de onderzoekers, is het mogelijk tijd voor de invoer van een heel nieuwe klasse zwarte gaten: de superlichte varianten.

Lees ook:

• In beeld: flitsende straling in hart van zwart gat
• NASA’s visualisatie van een zwart gat is betoverend

Sterrendood

Stervende zware sterren geven met hun laatste ademzucht een spetterende vuurwerkshow weg: een supernova. Degenen met een massa van pakweg twee- tot driemaal dat van onze zon transformeren tot neutronenster. Zwaardere sterren veranderen in zwarte gaten: gevaarten met zo’n sterke aantrekkingskracht dat noch materie, noch straling aan hun klauwen ontsnapt.

Jarenlang gingen astronomen ervan uit dat zwarte gaten een massa van pakweg vijf tot vijftien zonnemassa’s hadden. En hoewel snel bleek dat zwarte gaten veel zwaarder dan dat konden zijn, bleef de ontdekking van lichtere varianten uit. Bijzonder, want tussen de zwaarste neutronenster van ruim twee zonnemassa’s en het lichtste zwarte gat van ongeveer vijf zit nog aardig wat speelruimte.

Hechte buren

Misschien, zo vermoedden hoofdauteur van de nieuwe studie Todd Thompson en zijn team, bestaan er ook zwarte gaten met een massa kleiner dan dat. Om het bestaan van deze ‘lichte’ varianten te achterhalen, doorspitten de astronomen data van het Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment, dat de lichtspectra van zo’n 100.000 sterren in de Melkweg in beeld bracht.

Aan die spectra kun je zien of een ster rond een buurobject draait. Die buren – twee sterren, neutronensterren, zwarte gaten, of een combinatie daarvan – beïnvloeden elkaar. Dat weerspiegelt zich in een heel typerend lichtspectrum. “De onderzoekers zagen een ster als het ware heen en weer bewegen”, vertelt sterrenkundige Mariano Méndez (Rijksuniversiteit Groningen). “Dat is typisch voor een ster die in een baan rond een andere ster draait. Aan die beweging kan je verschillende dingen afleiden, zoals de massa van de buur.”

Onzichtbaar

De superzware rode ster in kwestie bleek om een object te draaien van pakweg 3,3 zonnemassa’s. “Echter is deze andere ‘ster’ onzichtbaar”, vertelt Méndez. “Maar voor zover we weten, is het onmogelijk om zo’n zware ster te hebben die géén licht uitstraalt. Het moet dus een zwart gat of een neutronenster zijn.”

Waarschijnlijk gaat het om een heel licht zwart gat, daar komt immers geen licht vanaf. Méndez: “Als dit een zwart gat is, zou dat het lichtste tot nu toe zijn. Dat heeft grote consequenties voor de huidige theorieën over het ontstaan van zwarte gaten.”

Helemaal zeker dat het niet om een heel donkere neutronenster gaat, zijn de onderzoekers niet. Maar ook in dat geval is de ontdekking een interessante. “Als het een neutronenster blijkt, is het de zwaarste tot nu toe. Volgens huidige theorieën kunnen deze ‘overleden sterren’ niet zwaarder dan 3 zonnemassa’s zijn. Dan is de dichtheid in het centrum zo hoog dat de geluidssnelheid er hoger is dan de lichtsnelheid. Dat is, volgens Einstein, onmogelijk”, besluit Méndez.

Bronnen: Science, The Ohio State University via EurekAlert!

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!