Deze stervende ster veranderde met een zucht in een zwart gat, in plaats van met een spetterende supernova.

Stervende zware sterren geven met hun laatste ademzucht een spetterende vuurwerkshow weg: een supernova. De ster vlamt op met de lichtkracht van honderden miljoenen tot meer dan een miljard zonnen en dat houdt maanden, zo niet jaren, lang aan. En midden tussen al dat geweld vormt zich een zwart gat.

Dat is althans lange tijd de gedachte geweest. Maar een vermiste stervende ster doet sterrenkundigen van Ohio University concluderen dat sterren ook stilletjes in een zwart gat kunnen veranderen.

Opeens verdwenen

De verdwenen ster in kwestie stond in het sterrenstelsel NGC6946, op 22 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Het stelsel wordt ook wel de Fireworks Galaxy genoemd, vernoemd naar de supernova’s die er met regelmaat plaatsvinden. En inderdaad: twee weken geleden explodeerde een ster waarvan de supernova nu nog altijd met een kleine telescoop is waar te nemen.

In 2009 bleek ster N6946-BH1, dertigmaal zwaarder dan de zon, opeens in helderheid te verzwakken, zo ontdekten de onderzoekers met de Large Binocular Telescoop. In 2015 leek hij zelfs compleet te zijn verdwenen. Een zoektocht met zowel de Hubble-ruimtelescoop als de Spitzer-ruimtetelescoop leverde ook niets op; de ster was er gewoonweg niet meer.

Heftige zwaartekrachtsgolven

Het onderzoeksteam ging alle mogelijkheden langs. Er kon maar één verklaring zijn: de ster was in een zwart gat geïmplodeerd – zonder eerst in supernova te gaan! Daarmee is deze ster de eerste die laat zien dat een spectaculaire ontploffing niet altijd nodig is om tot een zwart gat ineen te zakken. Iets wat sterrenkundigen overigens al langer vermoedden.

Het klinkt namelijk niet logisch dat zware sterren als N6946-BH1 in een supernova overgaan – waarbij veel massa wordt weggeblazen – en nog steeds genoeg massa hebben om de heftige zwaartekrachtsgolven te veroorzaken die het LIGO-experiment kan detecteren (zoals afgelopen jaar gebeurde). Het is makkelijker zo’n massief zwart gat te maken zonder dat er een supernova plaatsvindt.

Bijna een op de drie

Astrofysicus Jacco Vink (UvA) is het eens met de interpretatie van de onderzoekers dat de ster stilletjes in een zwart gat veranderde. “Ik vind dit een heel bijzondere ontdekking, één waar eigenlijk al lange tijd op werd gewacht. Het verklaart veel over het ontstaan van massieve zwarte gaten”, zegt hij.

De vraag is nu hoe vaak zulke ‘mislukte supernova’s’ plaatsvinden. De onderzoekers maakten daar een ruwe schatting van. N6946-BH1 is tot nu toe de enigste ster in de 7 jaar tijd van het project die stilletjes in een zwart gat veranderde. In diezelfde periode ondergingen zes sterren een supernova. Een snelle berekening geeft dan dat zo’n 10 tot 30 procent van alle zware sterren zonder supernova in een zwart gat transformeren.

Vele vragen

Overigens houden de onderzoekers zelf graag nog een slag om de arm met hun theorie. Toekomstige infrarood- en röntgenmetingen moeten het definitieve lot van ster N6946-BH1 gaan vaststellen.

Ook zijn er volgens Vink nog vele vragen te stellen. “Wanneer precies ontstaat er een zwart gat zonder explosie? En wat gebeurt er bij alternatieve scenario’s, zoals wanneer een neutronenster later in een zwart gat verandert? Daar is nog meer onderzoek voor nodig.”

Bron: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, NASA, OHIO University

Beeld: NASA, ESA, and C. Kochanek (OSU)

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer (geen verzendkosten). Abonnee worden? Dat kan hier!