33 keer zo zwaar als de zon en relatief dichtbij de aarde: astronomen ontdekken per toeval het grootste stellaire zwarte gat van de Melkweg

Astronomen waren ‘gewoon’ data door aan het pluizen van satelliet Gaia, die sinds 2013 door de Melkweg reist om precies in kaart te brengen hoe ons sterrenstelsel in elkaar steekt. Ongeveer elke twee jaar brengen de onderzoekers waarnemingen van die satelliet naar buiten en de eerstvolgende deadline is in 2025. Dat doorpluizen is een soortroutineklus.

Totdat ze een ster opmerkten die een vreemde wiebelbeweging maakte. ,,Het was een soort hobbeltje. Zo’n afwijking krijg je als een ster niet in zijn eentje door de Melkweg draait’’, zegt astronoom Amina Helmi van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG). Zij is betrokken bij de ontdekking als lid van het Data Processing And Analysis Consortium van Gaia en vanwege haar expertise op het gebied van oude sterren en sterstromen. ,,Maar we zagen geen andere ster. We konden wel meten hoe zwaar het object is dat de hobbel veroorzaakt. In dit geval heel zwaar.’’

Zo kwamen de onderzoekers tot de conclusie dat het niet om een andere ster ging, maar om een zwart gat. Die zijn namelijk onzichtbaar. Een zwart gat is een gebied in het heelal waaruit helemaal niets - geen deeltjes en zelfs geen licht - kan ontsnappen. Ze kunnen ontstaan door het ineenstorten van zware sterren. De exemplaren die eerder zijn gevonden zijn gemiddeld ongeveer tien keer zo zwaar als de zon.

Even voor een compleet beeld: de zon heeft een gewicht van 2 miljoen-triljoen-triljoen kilo en weegt evenveel als 330.000 aardbollen. Het nieuw ontdekte zwarte gatweegt dus 66 miljoen-triljoen-triljoen kilo en is daarom uitzonderlijk. Het bevindt zich ook nog eens relatief dichtbij de aarde. Namelijk zo’n tweeduizend lichtjaar hier vandaan.

Reden voor de astronomen om dit nieuws meteen naar buiten te brengen en niet te wachten tot ze alle Gaia-data hebben doorgenomen.

Zwarte gaten klinken best eng. Ze kunnen uitbreiden en andere sterren opslokken, en over wat het nu precies zijn weten onderzoekers weinig. Toch is het niet nodig om bang te zijn voor dit zwarte gat, dat Gaia BH3 is genoemd. ,,Nee, dit is helemaal niet eng. Het zwarte gat slaapt en is dus niet actief. Bovendien is het ‘relatief’ dichtbij. Dat is uiteindelijk nog steeds heel ver weg.’’

Wat deze ontdekking extra bijzonder maakt, is dat dit soort zware zwarte gaten tot nu toe alleen maar indirect zijn ontdekt door zwaartekrachtgolven in verre stelsels. ,,Dit geeft ons meer informatie over hoe ze ontstaan. Juist omdat we zo weinig weten over het onderwerp, is dat fascinerend.’’

Onder de onderzoekers heerst dan ook een jubelstemming over de vondst van de slapende reus. ,,Eerst was er ongeloof, toen gejuich en toen weer ongeloof’’, zegt Helmi. ,,We zijn heel veel gaan testen om te kijken of het signaal dat we hebben waargenomen echt klopt.’’ Zo zijn onder meer gegevens van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) gebruikt om de massa van het zwarte gat te bevestigen. ,,Een soort kwaliteitscontrole.’’

Helmi en haar team zijn toevalligerwijs op dit moment bezig met een artikel over een sterrenstroom die gerelateerd blijkt te zijn aan BH3 (het ontdekte zwarte gat). Met de gevonden informatie vallen ineens allerlei puzzelstukken op hun plek.

Dat maakt ook dat ze het nu hartstikke druk heeft. De nieuwe informatie moet zo snel mogelijk in haar onderzoek worden verwerkt. ,,De ster, en het zwarte gat, lijken afkomstig van een groep sterren die zijn ingevangen door onze Melkweg en die eerder door mijn eigen onderzoeksgroep zijn ontdekt. Heel toevallig keek ik al langer naar die groep sterren. En nu blijkt er dus een zwart gat aanwezig, dat is heel bijzonder. Een sterstroom met een zwart gat hebben we nog nooit gezien.’’

In 2025 brengt het Data Processing And Analysis Consortium van Gaia weer een grote update naar buiten over alle informatie die de satelliet heeft verzameld. In Nederland is niet alleen Helmi betrokken bij dit consortium. Ook Eduardo Balbinot van de RUG en Universiteit Leiden en Anthony Brown van Universiteit Leiden werken hieraan mee.