Het zwarte gat is slechts 1500 lichtjaar van de aarde verwijderd.

Het zwarte gat gaat de boeken in als één van de kleinste zwarte gaten die tot op heden zijn ontdekt. Dat schrijven onderzoekers in het blad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Eenhoorn
Het zwarte gat heeft de bijnaam ‘Eenhoorn’ gekregen. Enerzijds heeft het zwarte gat die bijnaam te danken aan het feit dat deze in het gelijknamige sterrenbeeld te vinden is. Maar de onderzoekers vonden de bijnaam ook passend, omdat het zwarte gat uniek is.

Het zwarte gat is slechts drie keer zwaarder dan onze zon en daarmee piepklein voor een zwart gat. Tot op heden zijn nog maar heel weinig zwarte gaten met zo’n kleine massa ontdekt. En daarnaast bevindt het zwarte gat zich ook nog eens heel dicht bij ons zonnestelsel.

Ster
Hoewel het zwarte gat zich vrij dicht bij de aarde bevindt, was het astronomen tot op heden nog niet opgevallen. Dat is goed te verklaren; zwarte gaten zijn – zoals de naam al doet vermoeden – zwart. Ze hebben zo’n enorme zwaartekracht dat niets eraan kan ontsnappen. Ook licht niet. En daardoor zijn zwarte gaten praktisch onzichtbaar. Wat de onderzoekers in dit geval echter wel konden zien, was de rode reus die het zwarte gat vergezelde. Verschillende telescopen hadden deze ster al onder de loep genomen. Onderzoekers bogen zich over de door deze telescopen verzamelde data en zagen al snel dat de ster terwijl deze zijn baantjes trok veranderde qua vorm. De veranderingen die de ster onderging, wezen er sterk op dat ‘iets’ aan de rode reus trok. “We berekenden dat de metgezel (van de rode reus, red.) ongeveer drie zonsmassa’s zwaar moest zijn,” zo vertelt onderzoeker Tharindu Jayasinghe aan Scientias.nl. Het idee dat het een zwart gat zou kunnen zijn, zou nog niet zolang geleden al snel verworpen zijn. Recent werd namelijk nog gedacht dat zwarte gaten van enkele zonsmassa’s niet bestonden. Maar daar zijn onderzoekers op teruggekomen. En dus namen Jayasinghe en collega’s ook de mogelijkheid dat de rode reus vergezeld werd door een piepklein zwart gat, in overweging. En nadat ze alle mogelijkheden bestudeerd hadden, bleef er nog maar eentje over. “We stellen dat zich in dit systeem wel een donker, compact object moet bevinden,” aldus Jayasinghe. “De simpelste en meest waarschijnlijke verklaring is een zwart gat met een kleine massa.”

Net zoals de zwaartekracht van de maan invloed uitoefent op de oceanen op aarde en eb en vloed veroorzaakt, zo trekt het zwarte gat met zijn zwaartekracht aan de ster, die daardoor vervormt. De rode reus die rond dit kleine zwarte gat cirkelt, is door toedoen van de zwaartekracht van dit zwarte gat niet cirkel-, maar druppelvormig. Normaliter geven (zwaardere) zwarte gaten hun locatie weg doordat ze röntgenstraling afgeven; ze trekken met hun grote zwaartekracht sterren naar zich toe en onttrekken gas aan die sterren. Het gas verzamelt zich in een zogenaamde accretieschijf rond het zwarte gat. Materie aan de binnenkant van de schijf draait sneller dan materie die wat verderop in de schijf te vinden is en daardoor ontstaat wrijving, die weer resulteert in röntgenstraling die met een röntgentelescoop kan worden waargenomen. Onderzoekers vermoeden al langer dat er echter ook (kleinere) zwarte gaten zijn die nauwelijks de interactie aangaan met de sterren die om hen heen cirkelen en dus ook nauwelijks of geen röntgenstraling voortbrengen. In de nieuwe studie tonen onderzoekers aan dat dergelijke zwarte gaten inderdaad bestaan en onthullen ze direct hoe we ze – aan de hand van de sterren die eromheen cirkelen – toch op kunnen sporen.

Massa
“Het zwarte gat heeft een massa van 3,04 (+/- 0,06) zonsmassa’s en bevindt zich op 1500 (+/- 23 lichtjaar) van de aarde,” vertelt Jayasinghe. “Het is één van de kleinste zwarte gaten die we kennen en zeer waarschijnlijk het kleinste zwarte gat dat tot op heden in onze Melkweg is ontdekt.” Met een massa van ongeveer 3 zonsmassa’s zit het zwarte gat tussen de zwaarste neutronensterren (ongeveer 2,2 zonsmassa’s zwaar) en de lichtste röntgenstraling afgevende zwarte gaten (ongeveer 5 zonsmassa’s zwaar) in. “Objecten die zich in de kloof (tussen zware neutronensterren en lichte röntgenstraling afgevende zwarte gaten, red.) bevinden, zijn zeldzaam!” benadrukt Jayasinghe. Het opsporen van deze zwarte gaten, die hun locatie niet middels röntgenstraling prijsgeven, is van groot belang. “Het helpt onderzoekers om beter te begrijpen hoe zwarte gaten zich vormen en hoe ze over de Melkweg verspreid zijn.”

Toekomst
In hun studie geven de onderzoekers alvast een voorzet. Of het in de nabije toekomst resulteert in de ontdekking van kleine zwarte gaten die zich nóg dichter bij de aarde bevinden, is afwachten. Maar Jayasinghe sluit het zeker niet uit. Of er ook nóg lichtere zwarte gaten op ontdekking wachten, is eveneens onduidelijk. Stervende zware sterren – minstens acht keer zwaarder dan onze zon – transformeren tot neutronensterren of zwarte gaten. Waar de grens tussen de zwaarste neutronensterren en de lichtste zwarte gaten ligt, weten astronomen niet precies. “Ergens tussen de 2,2 en 5 zonsmassa’s,” stelt Jayasinghe. “De maximale massa van neutronensterren lijkt theoretisch gezien rond de 3 zonsmassa’s te liggen – maar in werkelijkheid ligt deze waarschijnlijk iets lager. Dus de ‘Eenhoorn’ is echt één van de kleinst mogelijke zwarte gaten.” De zoektocht naar zwarte gaten met een vergelijkbare – of misschien zelfs ietsje kleinere – massa als de Eenhoorn gaat ondertussen door. Gehoopt wordt dat de ontdekking van meer objecten die qua massa tussen de zwaarste neutronensterren en lichtste röntgenstraling afgevende zwarte gaten in zitten, ook meer inzicht kan geven in het ontstaan van zwarte gaten en neutronensterren.

Dat er nog meer zwarte gaten met een massa tussen de 3 en 5 zonsmassa’s ontdekt gaan worden, lijkt eigenlijk wel vast te staan. “(Deze studie, red.) vertelt ons dat er nog veel meer zwarte gaten die niet direct de interactie aangaan met hun sterren, op ontdekking wachten,” aldus Jayasinghe. “Onze resultaten suggereren dat zich in de Melkweg wel 100 tot 1000 Eenhoorn-achtige systemen ophouden.”