Bijna zestig jaar geleden werd het eerste stellaire zwarte gat ontdekt.
Dat deden onderzoekers onder leiding van Riccardo Giacconi die met raketten naar röntgenbronnen in het heelal zochten.
Door George Beekman
In het begin van de jaren zestig van de vorige eeuw, al snel na de lancering van de eerste kunstmaan, begonnen astronomen en andere wetenschappers de mogelijkheden van ruimteonderzoek te onderkennen.
Een van hen was Riccardo Giacconi (1931-2018), een in Genua geboren fysicus die sinds 1959 bij de American Science & Engineering in Cambrigde, VS, werkte.
Dat was een onderneming voor wetenschappelijk onderzoek die door de overheid werd gefinancierd.
Giacconi verrichtte zijn eerste ruimteonderzoek met behulp van zogeheten sondeerraketten
Die kwamen tot hoog boven de dampkring en konden daardoor uv- en röntgenstraling uit het heelal waarnemen.
In juni 1962 werd tijdens twee raketvluchten met geigertellers naar mogelijke röntgenstraling van de maan gezocht.
Die werd niet gevonden, maar wel werd in het sterrenbeeld Schorpioen een röntgenbron ontdekt.
De ontdekking van Sco X-1 was een grote verrassing.
Astronomen hadden niet verwacht dat ze röntgenstraling van buiten het zonnestelsel zouden kunnen detecteren.
De röntgenstraling van sterren zou daarvoor veel te zwak zijn, zo werd gedacht.
Twee jaar later werden nog eens acht van zulke bronnen gevonden, waaronder Cygnus X-1.
Om de röntgenbronnen langer en beter te kunnen bestuderen suggereerden Giacconi en zijn collega Herb Gursky een satelliet voor het waarnemen van röntgenbronnen te bouwen.
Die satelliet, Uhuru, werd in 1970 door de NASA gelanceerd en leidde tot de ontdekking van nog eens 300 nieuwe bronnen.
Van al deze bronnen trok Cygnus X-1 de meeste aandacht.
Zijn röntgenstraling fluctueert enkele malen per seconde, wat impliceert dat die straling uit een gebiedje van niet groter dan 100.000 kilometer komt, dus meer dan tien maal zo klein als de zon.
Begin 1971 werd door andere astronomen, onder wie van de Sterrewacht Leiden, voor het eerst ook radiostraling van Cygnus X-1 waargenomen.
Daardoor kon zijn positie zo nauwkeurig worden bepaald dat de röntgenbron aan een bekende ster kon worden gekoppeld.
Die ster bleek een blauwe superreus en zou dus niet zelf niet de krachtige röntgenstraling kunnen produceren.
De reus zou een kleine, compacte begeleider moeten hebben die met zijn zwaartekracht gas naar zich toe trok en dit zo sterk verhitte dat het röntgenstraling ging uitzenden.
Die begeleider werd in 1971 aangetoond op grond van een variatie in de snelheid van de superreus.
De hieruit afgeleide massa van de onzichtbare component bleek minstens drie maal die van de zon te zijn, dus groter dan de theoretisch maximale massa van een neutronenster.
Het zou dus waarschijnlijk om een zwart gat gaan, een vermoeden dat door verdere waarnemingen in de jaren daarna vrijwel zekerheid werd.
Giacconi werd in 1973 hoogleraar sterrenkunde aan de Harvard Universiteit en tweede directeur van de afdeling hoge energie-astrofysica van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, beide in Cambridge.
Daar was hij onder andere betrokken bij de bouw van het Einstein X-ray Observatory, de eerste satelliet met een röntgentelescoop.
Die werd in 1978 gelanceerd bracht vrijwel de gehele röntgenhemel in kaart.
Giacconi ontving in 2002 een gedeelde Nobelprijs voor Natuurkunde ‘voor zijn baanbrekende bijdragen aan de astrofysica die geleid hebben tot de ontdekking van kosmische röntgenbronnen’.
En dus ook tot die van het eerste stellaire zwarte gat.
(Image Credit: By Event Horizon Telescope www.eso.org ESO TIF, CC BY 4.0, commons.wikimedia.org)