Een team van internationale experts dat bekend staat om het ontmaskeren van verschillende ontdekkingen van zwarte gaten, heeft een zwart gat van stellaire massa gevonden in de Grote Magelhaense Wolk, een naburige melkweg van ons eigen. "Voor de eerste keer kwam ons team samen om verslag uit te brengen over een ontdekking van een zwart gat, in plaats van er een af te wijzen," zegt studieleider Tomer Shenar. Bovendien ontdekten ze dat de ster die aanleiding gaf tot de zwart gat verdwenen zonder enig teken van een krachtige explosie. De ontdekking werd gedaan dankzij zes jaar observaties verkregen met de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory (ESO).
"We identificeerden een 'naald in een hooiberg'," zegt Shenar die de studie begon aan de KU Leuven in België en nu een Marie-Curie Fellow is aan de Universiteit van Amsterdam, Nederland. Hoewel er andere soortgelijke kandidaten voor zwarte gaten zijn voorgesteld, beweert het team dat dit het eerste 'slapende' zwarte gat van stellaire massa is dat ondubbelzinnig buiten onze melkweg is gedetecteerd.
Stellaire zwarte gaten worden gevormd wanneer massieve sterren het einde van hun leven bereiken en onder hun eigen sterren instorten zwaartekracht. In een dubbelster, een systeem van twee sterren die om elkaar heen draaien, laat dit proces een zwart gat achter in een baan om de aarde met een lichtgevende begeleidende ster. Het zwarte gat is 'slapend' als het geen hoge niveaus van röntgenstraling uitzendt, en dat is hoe dergelijke zwarte gaten typisch worden gedetecteerd.
"Het is ongelooflijk dat we bijna geen slapende zwarte gaten kennen, gezien hoe gewoon astronomen denken dat ze zijn," legt co-auteur Pablo Marchant van de KU Leuven uit. Het nieuw gevonden zwarte gat is minstens negen keer de massa van onze zon en draait om een hete, blauwe ster met een gewicht van 25 keer de massa van de zon.
Slapende zwarte gaten zijn bijzonder moeilijk te spotten omdat ze weinig interactie hebben met hun omgeving. “Al meer dan twee jaar zijn we op zoek naar zulke zwart-gat-binaire systemen' zegt co-auteur Julia Bodensteiner, een research fellow bij ESO in Duitsland. "Ik was erg opgewonden toen ik hoorde over VFTS 243, wat naar mijn mening de meest overtuigende kandidaat is die tot nu toe is gerapporteerd."
Om VFTS 243 te vinden, doorzocht de samenwerking bijna 1000 massieve sterren in de Tarantulanevel-regio van de Grote Magelhaense Wolk, op zoek naar degenen die zwarte gaten als metgezellen zouden kunnen hebben. Het identificeren van deze metgezellen als zwarte gaten is buitengewoon moeilijk, omdat er zoveel alternatieve mogelijkheden bestaan.
Krediet: ESO
"Als onderzoeker die de afgelopen jaren potentiële zwarte gaten heeft ontmaskerd, stond ik uiterst sceptisch tegenover deze ontdekking," zegt Shenar. De scepsis werd gedeeld door co-auteur Kareem El-Badry van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian in de VS, door Shenar de “black hole destroyer” genoemd. “Toen Tomer me vroeg om zijn bevindingen te controleren, had ik mijn twijfels. Maar ik kon geen plausibele verklaring vinden voor de data waarbij geen zwart gat betrokken was.” legt El-Badry uit.
De ontdekking geeft het team ook een unieke kijk op de processen die gepaard gaan met de vorming van zwarte gaten. Astronomen geloven dat een zwart gat van stellaire massa zich vormt als de kern van a enorme stervende ster stort in, maar het blijft onzeker of dit gepaard gaat met een krachtige supernova-explosie.
"De ster die het zwarte gat in VFTS 243 vormde, lijkt volledig te zijn ingestort, zonder tekenen van een eerdere explosie," legt Shenar uit. “Bewijs voor dit 'directe instorting'-scenario is de laatste tijd naar voren gekomen, maar onze studie geeft aantoonbaar een van de meest directe aanwijzingen. Dit heeft enorme implicaties voor het ontstaan van fusies van zwarte gaten in de kosmos.”
Het zwarte gat in VFTS 243 werd gevonden met behulp van zes jaar observatie van de Tarantulanevel door het Fiber Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES)-instrument op ESO's VLT.
Ondanks de bijnaam 'zwarte gatenpolitie' moedigt het team actief onderzoek aan en hoopt het dat hun werk, dat vandaag in Nature Astronomy is gepubliceerd, de ontdekking van andere stellaire massa's mogelijk zal maken. zwarte gaten in een baan om massieve sterren, waarvan voorspeld wordt dat ze in de Melkweg en in de Magelhaense Wolken voorkomen.
"Natuurlijk verwacht ik dat anderen in het veld onze analyse zorgvuldig doornemen en proberen alternatieve modellen te bedenken", concludeert El-Badry. "Het is een heel spannend project om bij betrokken te zijn."
Journal Reference
- Tomer Shenar, Hugues Sana, Laurent Mahy, Kareem El-Badry, Pablo Marchant, Norbert Langer, Calum Hawcroft, Matthias Fabry, Koushik Sen, Leonardo A. Almeida, Michael Abdul-Masih11, Julia Bodensteiner, Paul Crowther, Mark Gieles, Mariusz Gromadzki , Vincent Henault-Brunet, Artemio Herrero, Alex de Koter, Patryk Iwanek, Szymon Kozłowski, Danny J. Lennon, Jesús Maíz Apellániz, Przemysław Mroz, Anthony FJ Moffat, Annachiara Picco, Paweł Pietrukowicz, Radosław Poleiderbíc, Krzysztianof , Dorota M. Skowron, Jan Skowron, Igor Soszynski, Michał K. Szymanski, Silvia Toonen, Andrzej Udalski, Krzysztof Ulaczyk, Jorick S. Vink, Marcin Wrona. Een röntgenstil zwart gat geboren met een verwaarloosbare kick in een enorm dubbelsterretje van de Grote Magelhaense Wolk Research Paper
