De Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft de ‘diepste’ en scherpste beelden tot nu toe gemaakt van de omgeving van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Daarbij is een tot nog toe onbekende ster opgespoord en hebben astronomen een nieuwe nauwkeurige meting kunnen doen van de massa van het centrale zwarte gat (Astronomy & Astrophysics).
Bij de waarnemingen heeft een team van astronomen, onder leiding van Reinhard Genzel van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching, Duitsland, gebruik gemaakt van GRAVITY, een uniek instrument dat speciaal voor de VLTI in Chili is ontwikkeld. GRAVITY combineert het licht van alle vier de 8,2-meter telescopen van ESO’s Very Large Telescope (VLT) met behulp van een techniek die interferometrie wordt genoemd. Deze complexe techniek levert beelden op die twintig keer scherper zijn dan die van de afzonderlijke VLT-telescopen.
Met GRAVITY zijn tussen maart en juli 2021 de sterren rond het Melkwegcentrum onder de loep genomen, op het moment dat ze het daar aanwezige zwarte gat, Sagittarius A* geheten, naderden. Hiertoe behoorde ook de recordhouder S29, die eind mei 2021 zijn kleinste afstand tot het zwarte gat bereikte. De ster passeerde Sagittarius A* op een afstand van slechts 13 miljard kilometer – ongeveer negentig keer de afstand zon-aarde – met een verbluffende snelheid van 8740 kilometer per seconde. Nooit eerder werd een ster waargenomen die zo dicht bij het zwarte gat komt, of er zo snel omheen beweegt. In combinatie met gegevens die eerder door het onderzoeksteam waren verzameld, bevestigen de nieuwe waarnemingen dat de sterren precies de paden volgen zoals de algemene relativiteitstheorie die voorspelt voor objecten die om een zwart gat van 4,30 miljoen zonsmassa’s wentelen. Dit is de meest nauwkeurige schatting van de massa van het centrale zwarte gat van ons Melkwegstelsel tot nu toe. De onderzoekers zijn er ook in geslaagd om de afstand van Sagittarius A* nauwkeuriger te bepalen: deze bedraagt 27.000 lichtjaar. Bij het maken van de nieuwe opnamen hebben de astronomen gebruik gemaakt van een machine-learningtechniek, die Information Field Theory heet. Ze maakten een model van hoe de echte bronnen eruit zouden kunnen zien, simuleerden hoe GRAVITY deze zou waarnemen, en vergeleken de uitkomsten van deze simulatie met GRAVITY-waarnemingen. Zo konden zij sterren rond Sagittarius A* met een ongeëvenaarde nauwkeurigheid opsporen en volgen. Tot hun verrassing ontdekten ze daarbij een nog niet eerder waargenomen ster, die de aanduiding S300 heeft gekregen. GRAVITY zal later dit decennium worden geüpdatet tot GRAVITY+, dat ook op ESO’s VLTI zal worden geïnstalleerd en de gevoeligheid verder zal opvoeren, om nog zwakkere sterren dichter bij het zwarte gat te kunnen opsporen. Het team wil uiteindelijk sterren vinden die er zo dichtbij staan dat hun banen de zwaartekrachtseffecten van de rotatie van het zwarte gat ondervinden. (EE)
(Image Credit: ESO/GRAVITY collaboration)
