De ster werd – op ‘slechts’ 215 miljoen lichtjaar afstand van de aarde – door een zwart gat aan flarden getrokken.

Astronomen hebben een onfortuinlijke ster waargenomen die door toedoen van een zwart gat in dunne spaghettislieren is veranderd. Het overkwam een ster die zich op ‘slechts’ 215 miljoen lichtjaar afstand van onze aarde bevindt. Hiermee is dit de meest nabije in zijn soort die nu in ongekend detail door onderzoekers is bestudeerd.

Spaghettificatie
De onfortuinlijke ster werd door een superzwaar zwart gaat aan flarden getrokken. En met behulp van krachtige telescopen namen de onderzoekers de daaruit voortvloeiende en zeldzame uitbarsting van licht waar. De ster wordt als het ware ‘gespaghettificeerd’, terwijl hij door het zwarte gat wordt opgeslokt. “Het idee van een zwart gat dat een nabije ster ‘opzuigt’ klinkt als sciencefiction,” zegt onderzoeker Matt Nicholl. “Maar dat is wel precies wat er bij een zogenaamde ‘tidal disruption event’ gebeurt.”


Theorie
Dit soort verschijnselen zijn echter zeldzaam en geven zich niet gemakkelijk prijs, waardoor ze moeilijk te bestuderen zijn. Astronomen weten echter wel wat er in theorie zou moeten gebeuren. “Wanneer een onfortuinlijke ster zich te dicht in de buurt van een superzwaar zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel waagt, wordt deze door de extreme zwaartekrachtsaantrekking van het zwarte gat tot dunne slierten materie uit elkaar getrokken,” legt onderzoeker Thomas Wevers uit. Wanneer zulke slierten van stellaire materie tijdens dit spaghettificatieproces in het zwarte gat vallen, komt een heldere uitbarsting van energie vrij, die astronomen kunnen detecteren. Al is ook dat niet zo eenvoudig. Dat komt omdat de gebeurtenis door een gordijn van stof en puin wordt omhuld en op die manier aan ons zicht wordt onttrokken.


Deze animatie laat zien hoe een ster wordt ‘gespaghettificeerd’ wanneer deze door een superzwaar zwart gat wordt opgezogen tijdens een ‘tidal disruption event’.

AT2019qiz
De onderzoekers besloten in een nieuwe studie de theorie te verifiëren en meer kennis op te doen over wat er precies gebeurt wanneer een ster door een ‘monsterobject’ wordt verzwolgen. Daarom hielden ze hun telescopen gericht op een zogenaamde ‘tidal disruption event’ die tot AT2019qiz is gedoopt. AT2019qiz speelde zich af in een spiraalstelsel in het sterrenbeeld Eridanus, en werd gedurende zes maanden door het team gevolgd. De onderzoekers zagen de uitbarsting in helderheid toenemen en vervolgens weer uitdoven. “Diverse waarnemingen registreerden straling van het tidal disruption event kort nadat de ster aan flarden was getrokken,” zegt Wevers. “We hebben toen direct een scala aan telescopen op aarde en in de ruimte op het verschijnsel gericht, om vast te kunnen stellen hoe dit licht werd geproduceerd.”


Gordijn
In de daaropvolgende maanden hielden de onderzoekers de gebeurtenissen met verschillende telescopen nauwgezet in de gaten. En dat leidde tot een aantal interessante ontdekkingen. Allereerst zijn de astronomen er voor het eerst in geslaagd om meer over het mistige gordijn te weten te komen. “Omdat we er vroeg bij waren, konden we daadwerkelijk zien hoe het gordijn van stof en puin werd opgetrokken toen het zwarte gat materiaal met snelheden tot 10.000 kilometer per seconde uitstootte,” stelt onderzoeker Kate Alexander. “Dit unieke kijkje achter het gordijn stelde ons voor het eerst in staat om de oorsprong van het verduisterende materiaal aan te kunnen wijzen en rechtstreeks te kunnen volgen hoe dit het zwarte gat overspoelde.” De onderzoekers ontdekten dat wanneer een zwart gat een ster verzwelgt, deze met een krachtige stoot materiaal kan wegblazen dat ons zicht belemmert. Dit gebeurt omdat de energie die vrijkomt wanneer het zwarte gat stellair materiaal verorbert ervoor zorgt dat een deel van het ‘puin’ van de ster naar buiten wordt geblazen.

Flits
De snelle en uitgebreide waarnemingen op ultraviolette, optische, röntgen- en radio-golflengten lieten bovendien voor het eerst zien dat er een direct verband bestaat tussen het materiaal dat van de ster wegstroomt en de heldere flits die optreedt wanneer deze door het zwarte gat wordt verzwolgen. “De waarnemingen lieten zien dat de ster ongeveer net zoveel massa had als onze eigen zon,” vertelt Nicholls. “Ongeveer de helft daarvan werd vervolgens door het monsterachtige zwarte gat, dat meer dan een miljoen keer meer massa heeft, opgeslokt.”

Het betekent dat wetenschappers voor het eerst een ‘nabije’ ster hebben zien sterven door spaghettificatie. En dat is natuurlijk heel interessant. De bevindingen verschaffen dan ook meer inzicht in superzware zwarte gaten. Bovendien vergroot het ons begrip over de wijze waarop materie zich gedraagt wanneer het zich in een extreme zwaartekrachtsveld ophoudt. Het onderzoek houdt nog niet op. Want de aankomende Extremely Large Telescope (ELT) die naar verwachting later dit decennium in bedrijf komt, zal in staat zijn om nog zwakkere en sneller voltrekkende tidal disruption events te detecteren. En dat zal mogelijk nog meer raadsels omtrent de fysica van zwarte gaten kunnen oplossen.

Wist je dat…

…er dankzij de Extremely Large Telescope waarschijnlijk revolutionaire ontdekkingen aan zitten te komen? De telescoop wordt uitgerust met een primaire spiegel met een diameter van zo’n 39 meter. Die hoofdspiegel bestaat uit 798 segmenten en die moeten samen een perfecte spiegel vormen. Als dat lukt, is deze telescoop tot grootse dingen in staat. Er zijn drie hoofddoelen. Het belangrijkste doel is om te proberen om de eigenschappen van de atmosferen van aardachtige planeten te meten. Daarnaast zal de telescoop in staat zijn om verder dan ooit van zich af te kijken, waardoor deze zelfs zwakke lichtpuntjes aan de rand van het zichtbare heelal kan waarnemen. Naar verwachting kan de ELT ons dan ook meer vertellen over de eerste sterren en sterrenstelsels die kort na de oerknal ontstonden en dus een licht werpen op de evolutie van het universum. Ten slotte zal de ELT in staat zal zijn om het licht van nabije sterrenstelsels op te splitsen in het licht van individuele sterren. Zo kunnen we bijvoorbeeld meer leren over hoe Melkwegstelsels in onze eigen achtertuin gevormd zijn. Meer weten over de veelbelovende ELT? Lees er hier meer over!