Bij onderzoek van het hart van de bolvormige sterrenhoop NGC 6397 is een onverwachte ontdekking gedaan.
In plaats van één massarijk zwart gat lijkt zich daar een opeenhoping van lichtere zwarte gaten te bevinden (Astronomy & Astrophysics).
Bolvormige sterrenhopen, ook wel bolhopen genoemd, zijn stersystemen waarin honderdduizenden sterren dicht opeengepakt zitten.
Deze systemen zijn doorgaans erg oud: het onderzochte exemplaar, NGC 6397, is bijna zo oud als het heelal zelf.
De bolhoop, die wordt gekenmerkt door een zeer compacte kern, bevindt zich op een afstand van 7800 lichtjaar en is daarmee een van de meest nabije.
Aanvankelijk dachten astronomen dat zich in de kern van NGC 6397 een middelzwaar zwart gat verschanst.
Objecten van dit type houden het midden tussen de superzware zwarte gaten (vele miljoenen keren zoveel massa als de zon) die in de kernen van sterrenstelsels te vinden zijn, en ‘normale’ zwarte gaten (maximaal enkele tientallen zonsmassa’s).
Tot nu toe zijn nog niet veel van die middelzware zwarte gaten ontdekt. Astronomen Eduardo Vitral en Gary Mamon van het Parijse Instituut voor Astrofysica (IAP) hoopten in de dichte kern van NGC 6397 zo’n middelbaar zwart gat te kunnen opsporen.
Daarbij ontdekten ze inderdaad een onzichtbare massaconcentratie, maar tot hun verrassing was die niet ‘puntvormig’, zoals je van een enkelvoudig zwart gat zou verwachten.
De massaconcentratie strekt zich uit over een paar procent van de grootte van de bolhoop.
Om de moeilijk vindbare verborgen massa op te sporen, hebben Vitral en Mamon gekeken naar de snelheden waarmee de sterren van NGC 6397 om het centrum draaien.
Hoe meer massa zich in de kern van de bolhoop bevindt, des te sneller bewegen de sterren daaromheen.
Hun analyse geeft aan dat de banen die de sterren in de hele bolhoop tamelijk willekeurige banen volgen, in plaats van systematische cirkel- of langgerekte ellipsbanen.
Dat brengt de astronomen tot de conclusie dat de onzichtbare massacomponent in het hart van NGC 6397 uit de talrijke restanten van zware sterren – witte dwergen, neutronensterren en vooral zwarte gaten – moet bestaan.
Mettertijd zijn deze sterrestanten door interacties met nabije minder zware sterren naar het centrum van de bolhoop ‘gezonken’ – een proces dat ‘dynamische wrijving’ wordt genoemd.
Door datzelfde proces verzamelen de lichtere sterren zich aan de buitenkant van de bolhoop.
Volgens Vitral en Mamon kan de vermeende opeenhoping van zwarte gaten ertoe leiden dat het in de kernen van bolhopen als deze tot samensmeltingen van zwarte gaten komt.
Deze botsingen zouden een belangrijke bron van zwaartekrachtgolven kunnen zijn, die met speciale detectors zoals LIGO en Virgo kunnen worden geregistreerd. (EE)
(Image Credit: NASA-Hubble)
