Astronomie

In het centrum van het Melkwegstelsel zitten wel tienduizend zwarte gaten

Het barst van de zwarte gaten in het hart van ons Melkwegstelsel, blijkt uit gegevens van een NASA-satelliet. Een team van de Columbia-universiteit ontdekte twaalf paren van een normale ster en een compact object, meestal een zwart gat.

Bijgekleurde NASA-foto van het centrum van de Melkweg. Daar bevinden zich zwarte gaten. Foto AFP/Getty

Nieuw onderzoek wijst erop dat het hart van ons Melkwegstelsel krioelt van de zwarte gaten. Hun bestaan wordt afgeleid uit gegevens van de NASA-satelliet Chandra, een ruimtetelescoop die röntgenstraling uit het heelal detecteert.

Een team van zes astrofysici, onder leiding van Chuck Hailey van de Columbia-universiteit, heeft in bestaande gegevens van Chandra twaalf zogeheten röntgendubbelsterren aangetroffen. Dat zijn sterparen die bestaan uit een normale ster en een compact object – in veel gevallen een zwart gat.

De röntgendubbelsterren bevinden zich op minder dan drie lichtjaar van het kolossale zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat ruim 4 miljoen keer zo veel massa heeft als onze zon. Dit superzware zwarte gat, Sagittarius A* geheten, is omgeven door een wolk van gas en stof waarin zich gemakkelijk nieuwe sterren kunnen vormen.

De zwaarste van de sterren die daar ontstaan komen na een relatief kort bestaan op explosieve wijze aan hun eind. Afhankelijk van de beschikbare massa stort de sterkern daarbij ineen tot een zwart gat of tot een ‘lichter’ object: een neutronenster.

In de naaste omgeving van Sagittarius A* worden echter niet alleen lokaal geproduceerde zwarte gaten verwacht. Berekeningen laten namelijk zien dat zwarte gaten die meer naar buiten zijn ontstaan geleidelijk naar het Melkwegcentrum toe ‘zakken’. Op die manier kunnen zich daar de afgelopen miljarden jaren duizenden zwarte gaten hebben verzameld.

Van zichzelf zenden deze objecten geen waarneembare vorm van straling uit. Maar soms weet zo’n zwart gat een langskomende ster in te ‘vangen’. Zo ontstaat een röntgendubbelster – een dubbelster die röntgenstraling uitzendt. Deze straling is afkomstig van hete materie die door het zwarte gat aan zijn stellaire begeleider wordt onttrokken.

De nu opgespoorde röntgendubbelsterren vormen hoogstwaarschijnlijk het topje van de ijsberg. Lang niet alle zwarte gaten in het Melkwegcentrum zullen een ster hebben ingevangen: de meeste zijn dus solitair en onwaarneembaar. Ook is aannemelijk dat Chandra alleen de ‘helderste’ röntgendubbelsterren heeft geregistreerd. Daar staat tegenover dat wellicht niet alle opgespoorde röntgendubbelsterren een zwart gat bevatten: in misschien wel de helft van de gevallen zal het om een neutronenster gaan.

Hailey en zijn collega’s concluderen woensdag in Nature dat er rond Sagittarius A* tussen de 300 en 500 zwarte gaten met begeleidende sterren te vinden moeten zijn. Daarnaast schatten zij dat er ook nog 10.000 solitaire zwarte gaten zijn. Dit resultaat komt goed overeen met het theoretische voorspelde aantal zwarte gaten rond het Melkwegcentrum.