Tientallen jaren van onderzoek tonen aan dat de meeste massieve sterrenstelsels een superzwaar zwart gat in hun centrum herbergen, en dat de massa van het zwarte gat een tiende procent bedraagt van de totale massa van de sferoïde van de sterren eromheen.
Een methode om te observeren wat misschien wel het op een na dichtstbijzijnde superzware zwarte gat bij de aarde is, is voorgesteld door twee astrofysici van het Centrum voor Astrofysica | Harvard & Smithsonian. Het superzware zwarte gat, dat zich in het dwergstelsel Leo I bevindt, heeft een massa die drie miljoen keer zo groot is als die van het dwergstelsel Leo I. Zon.
Het superzware zwarte gat Leo I* werd eind 2021 voor het eerst voorgesteld door een onafhankelijk team van astronomen. De astronomen merkten dat sterren steeds sneller werden naarmate ze de kern naderden. het centrum van de melkweg, maar het rechtstreeks in beeld brengen van de emissie van het zwarte gat was onmogelijk.
Nu stellen CfA-natuurkundigen Fabio Pacucci en Avi Loeb een nieuwe methode voor om de aanwezigheid van het superzware zwarte gat te bevestigen.
Fabio Pacucci, hoofdauteur van de ApJ Letters-studie, zei: “Zwarte gaten zijn zeer ongrijpbare objecten, en soms spelen ze graag verstoppertje met ons. Lichtstralen kunnen niet ontsnappen aan hun waarnemingshorizon, maar de omgeving om hen heen kan extreem helder zijn – als er voldoende materiaal in hun zwaartekrachtbron valt. Maar als een zwart gat geen massa opbouwt, zendt het geen licht uit en wordt het onmogelijk om het met onze telescopen te vinden.”
“Dit is de uitdaging met Leo I – een dwergstelsel dat zo verstoken is van gas dat kan worden aangegroeid dat het vaak wordt omschreven als een ‘fossiel’. Zullen we dus elke hoop opgeven om het waar te nemen? Misschien niet."
“In onze studie suggereerden we dat een kleine hoeveelheid massa die verloren gaat door sterren die rond het zwarte gat dwalen, de accretiesnelheid zou kunnen opleveren die nodig is om het te observeren. Oude sterren worden heel groot en rood – we noemen dit rode reuzensterren. Rode reuzen hebben doorgaans sterke wind die een fractie van hun massa naar de omgeving transporteert. De ruimte rond Leo I* lijkt genoeg van deze oude sterren te bevatten om ze waarneembaar te maken.”
Avi Loeb, de co-auteur van het onderzoek, zei: “Het observeren van Leo I* zou baanbrekend kunnen zijn. Het zou het op een na dichtstbijzijnde superzware zwarte gat zijn, na dat in het centrum van onze Melkweg, met een zeer vergelijkbare massa, maar gehost door een sterrenstelsel dat duizend keer minder zwaar is dan het sterrenstelsel. Melkweg. Dit feit daagt alles uit wat we weten over hoe sterrenstelsels en hun centrale superzware zwarte gaten samen evolueren. Hoe is zo’n te grote baby uiteindelijk geboren uit een slanke ouder?”
“In het geval van Leo I zouden we een veel kleiner zwart gat verwachten. In plaats daarvan lijkt Leo, I een zwart gat te bevatten dat een paar miljoen maal de massa van de zon heeft, vergelijkbaar met dat van de Melkweg. Dit is spannend omdat de wetenschap meestal het meest vooruitgaat als het onverwachte gebeurt.”
Pacucci zei, “Dus, wanneer kunnen we een beeld van het zwarte gat verwachten?”
“Wij zijn er nog niet.”
“Leo I* speelt verstoppertje, maar zendt te veel straling uit om lang onopgemerkt te blijven.”
Het onderzoek is vandaag gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters.
