Astronomen hebben drie superzware zwarte gaten ontdekt die op het punt staan op elkaar te knallen. Zo’n botsend drietal is nog nooit waargenomen.
De zwarte gaten bevinden zich op een miljard lichtjaar van de aarde, elk in het midden van een ander sterrenstelsel. Deze drie sterrenstelsels zijn zich met elkaar aan het vermengen, zodat een botsing tussen de duistere harten onafwendbaar is.
In de aanloop naar de fatale botsing verorberen de zwarte gaten fanatiek het materiaal dat zich om de gaten heen bevindt. ‘Dit is het sterkste bewijs dat tot nu toe is gevonden voor een drievoudig systeem van superzware zwarte gaten die materiaal opslokken’, zegt astronoom Ryan Pfeifle van de George Mason Universiteit in het Amerikaanse Fairfax. Hij is de eerste auteur van de publicatie van de resultaten, die verscheen in The Astrophysical Journal.
Extra duwtje
Astronomen hebben al vaker twee botsende zwarte gaten waargenomen. Veruit de meeste zwaartekrachtsgolven die de LIGO- en Virgo-detectoren tot nu toe hebben gemeten, komen bijvoorbeeld van dergelijke tweetallen.
Een probleem waar astronomen tegenaan lopen, is dat niet elk botsend tweetal te verklaren is. Soms smelten de gaten sneller samen dan volgens computermodellen mogelijk is. Astronomen vermoeden dat in zo’n geval een derde zwart gat in het spel is. Deze kan twee botsende zwarte gaten een extra duwtje geven.
Waarnemingen van drie botsende zwarte gaten kunnen dit idee op de proef stellen. Zo’n drietal is echter een stuk lastiger te vinden dan een tweetal. Dat komt onder andere doordat de zwaartekrachtsgolven die bij een drievoudige botsing vrijkomen, een lagere frequentie hebben dan de golven die bij een duobotsing ontstaan. Daardoor zijn ze niet te meten voor de LIGO- en Virgo-detector.
Bovendien is het sowieso lastig zwarte gaten in samensmeltende sterrenstelsels te zien, omdat ze een hoop gas en stof om zich heen hebben. Dat maakt het moeilijker om het licht van de karakteristieke accretieschijf rond het zwarte gat te zien.
Röntgenstraling
Het huidige onderzoek omzeilde deze problemen door metingen van meerdere telescopen te combineren. De eerste stap werd gezet door ‘burgerwetenschappers’ van het Galaxy Zoo-project. Op basis van metingen van de SDSS-telescoop in de Amerikaanse staat New Mexico identificeerden zij de drie samensmeltende sterrenstelsels.
Vervolgens werden telescopen ingezet die infrarood licht en röntgenstraling kunnen meten. Deze vormen van straling worden veel minder sterk geblokkeerd door gas en stof dan zichtbaar licht.
Metingen van NASA’s ruimtetelescoop WISE wezen uit dat de sterrenstelsels veel infrarood licht uitstralen. Dat was een hint voor de aanwezigheid van zwarte gaten die veel materiaal opslokken. Vervolgens onthulde ruimtetelescoop Chandra dat uit de centra van de stelsels röntgenstraling afkomstig is. Dat bevestigde dat daar gulzige zwarte gaten aan het werk zijn.
‘We hebben een nieuwe manier gevonden om drietallen van superzware zwarte gaten te identificeren’, zegt Pfeifle. ‘We hopen met dezelfde techniek meer van die drietallen te vinden.’
Dergelijke drietallen kunnen in de toekomst ook gevonden worden met de LISA-satellieten. Die moeten vanaf 2034 zwaartekrachtsgolven vanuit de ruimte gaan meten. Deze satellieten hebben een veel groter frequentiebereik dan de detectoren op aarde.
