Yu-Ching Chen (Universiteit van Illinois, VS) en collega’s hebben het verste paar superzware zwarte gaten ontdekt dat ooit is waargenomen.
De ontdekking werpt licht op de evolutie van sterrenstelsels tijdens een hectisch kosmisch tijdperk, drie miljard jaar na de oerknal, toen sterrenstelsels in een uitzonderlijk tempo groeiden en sterren vormden.
Wanneer twee sterrenstelsels met elkaar in botsing komen, ontstaat een enorme ravage.
Gasstromen raken verstoord, enorme aantallen nieuwe sterren worden gevormd, en in het centrum van het ‘gefuseerde’ sterrenstelsel smelten de superzware zwarte gaten van de twee stelsels samen.
Superzware zwarte gaten zenden geen licht uit, tenzij er gas naartoe stroomt dat opwarmt en elektromagnetische straling uitzendt.
Een fusie tussen sterrenstelsels kan ervoor zorgen dat zo’n zwart gat met gas wordt gevoed en in een actieve galactische kern (AGN) verandert – een helder baken dat tot op grote afstand waarneembaar is.
Astronomen hebben op relatief kleine afstanden ongeveer honderd dubbele AGN’s aangetroffen.
Maar op grotere afstanden zijn zulke objecten moeilijk herkenbaar: de beide zwarte gaten staan dan schijnbaar zo dicht bij elkaar dat ze bijna niet van elkaar te onderscheiden zijn.
Chen en zijn team hebben naar zulke dubbele zwarte gaten gezocht door AGN’s op te sporen die karakteristieke flikkeringen vertonen.
Zwarte gaten zijn slordige eters en daardoor zijn de ‘lichtbakens’ die zij veroorzaken niet constant.
Als er twee zwarte gaten zijn in plaats van één, zijn ze vanaf de aarde gezien waarneembaar als een langgerekte lichtvlek. Maar wanneer een van de AGN’s helderder wordt, verschuift de helderheidspiek daarheen.
En dat is waar de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia van pas komt.
Gaia meet met grote precisie de posities van objecten aan de hemel, en registreert de uit de pas lopende flikkeringen van een dubbele AGN als het heen en weer springen van hun gezamenlijke lichtvlek.
De bijzonder heldere AGN SDSS J0749 + 2255, die oorspronkelijk is ontdekt in het kader van de Sloan Digital Sky Survey, lijkt precies dit gedrag te vertonen.
Om daar zeker van te zijn, hebben de astronomen aanvullende waarnemingen gedaan op radio-, infrarood-, optische en röntgengolflengten.
Op een van hun opnamen zagen ze vervormde structuren die op ‘getijdenstaarten’ lijken, tekenen van een vroegere fusie.
Uit de helderheid van de AGN’s op verschillende golflengten bleek ook dat het paar geen toevallige samenstand van twee afzonderlijke AGN’s is die van ons uit gezien toevallig vlak naast elkaar lijken te staan.
De zwarte gaten in het stelsel zijn slechts 10.000 lichtjaar van elkaar verwijderd. (Ter vergelijking: ons zonnestelsel bevindt zich op 26.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg).
Ze hebben beide ongeveer anderhalf miljard keer zoveel massa als de zon en zullen binnen enkele honderden miljoenen jaren naar elkaar toe spiralen. (EE)
(Image Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Zamani, J. da Silva)
