TWEE SUPERZWARE ZWARTE GATEN MAKEN SAMEN RONDEDANS

Japanse astronomen hebben in het centrum van een sterrenstelsel de rondedans van twee superzware zwarte gaten waargenomen (Science, 23 mei). Het gaat om het grote sterrenstelsel 3C 66B, dat op een afstand van ongeveer 275 miljoen lichtjaar staat. In het centrum van dit stelsel bevindt zich een puntvormige radiobron die in de loop van 12,6 maanden een ellipsvormige beweging maakt. Algemeen wordt aangenomen dat zich in het centrum van dit soort grote sterrenstelsels een superzwaar zwart gat bevindt, dat als `motor' van velerlei activiteit fungeert. De periodieke beweging van de bron in dit stelsel zou er echter op wijzen dat het om twee van zulke zwarte gaten gaat, die op betrekkelijk korte afstand om elkaar heen draaien.

Astronomen hadden al geruime tijd het vermoeden dat zich in het centrum van sommige sterrenstelsels niet één maar twee (of meer) superzware zwarte gaten bevinden: objecten met een zeer grote massa en aantrekkingskracht. Vele sterrenstelsels zijn ontstaan door het samensmelten van kleinere stelsels die in hun centrum ook een superzwaar zwart gat hadden. Na de versmelting zouden deze zwarte gaten als gevolg van dynamische wrijving naar het centrum van het vergrote en vernieuwde stelsel spiraliseren, daar onder invloed van elkaars aantrekkingskracht komen en zich uiteindelijk in de vorm van een paar blijvend in het centrum nestelen. De componenten van zo'n supermassive binary (SMB) zouden dan in een kosmisch gesproken korte tijd en op een korte afstand om elkaar heen draaien.

In het afgelopen decennium hebben astronomen al in enkele sterrenstelsels een dubbele kern gevonden, maar de componenten daarvan staan zo ver van elkaar dat ze nog geen echte SMB vormen. Voor het ontdekken van SMB's heeft men radiotelescopen nodig die als interferometer een scheidend vermogen van enkele honderdsten van een milliboogseconde kunnen bereiken. Met behulp van deze waarneemtechniek hebben Hiroshi Sodou en zijn collega's ontdekt dat de kern van het sterrenstelsel 3C 66B in de loop van iets meer dan een jaar aan de hemel een minuscuul ellipsje beschrijft. Dit kan geen effect zijn van de beweging van de aarde rond de zon, of van de lenswerking van het gravitatieveld van een ster die precies in de richting van dat stelsel staat. De meest voor de hand liggende verklaring is dat het hier om de baanbeweging van een van de componenten van een supermassive binary gaat.

Uit de grootte van het waargenomen ellipsje leiden de onderzoekers af dat de twee componenten op een afstand van slechts 0,05 lichtjaar om elkaar heen draaien: in overeenstemming met wat bij zo'n SMB-paar wordt verwacht. En de totale massa, hooguit 40 miljard zonsmassa's, is ook in overeenstelling met de waarde die bij zulke duo's in reuzensterrenstelsels wordt verwacht. De onderlinge afstand tussen de twee zwarte gaten zal volgens de onderzoekers als gevolg van het uitzenden van enorme hoeveelheden gravitatiestraling snel afnemen, waardoor ze over slechts enkele duizenden jaren op elkaar zullen botsen. De gravitatiegolven die dan vrijkomen zullen wellicht met detectoren kunnen worden waargenomen.