Donderdag 21/11/2019

'Mean Mr. Mustard' in de ruimte: ritme bewijst bestaan mysterieus zwart gat

Dit beeld van het galactische stelsel Messier 82 is samengesteld uit gegevens van het Chandra X-Ray Observatory, Hubble Space Telescope en Spitzer Space Telescope. Het middelgrote zwarte gat is het meest heldere object in de inzet. Beeld NASA/H. Feng

Amerikaanse astronomen zijn erin geslaagd een middelgroot zwart gat met een ongeziene nauwkeurigheid op te meten - en zo het bestaan van deze mysterieuze objecten te bewijzen. Volgens Science Daily hanteerden de wetenschappers een techniek die nooit eerder gebruikt werd. Het zwarte gat dat ze ontdekten, is ongeveer 400 keer zo groot als onze zon en bevindt zich op 12 miljoen lichtjaren van de Melkweg.

Het heelal is bezaaid met ontelbare zwarte gaten, objecten met een massa die zo dicht is dat zelfs licht niet aan hun zwaartekracht kan ontsnappen. Zwarte gaten zijn bijna allemaal onder te verdelen in twee klasses: grote en superzware zwarte gaten. Die eerste soort varieert van 10 tot 100 zonnemassa's en is een overblijfsel van een stervende ster. In de kernen van de meeste sterrenstelsels zijn superzware zwarte gaten te vinden, met een massa van meer dan een miljoen keer onze zon.

Verspreid in het heelal zijn hier en daar nog mysterieuzere objecten te vinden. Deze middelgrote zwarte gaten variëren van 100 tot enkele honderdduizenden zonnemassa's en zijn zo moeilijk te meten dat hun bestaan ter discussie staat. Hoe ze gevormd worden, is niet geweten en sommige astronomen twijfelen of ze zich wel gedragen zoals andere zwarte gaten.

Onzichtbaar
Maar nu is een team astronomen van de universiteit van Maryland erin geslaagd met een ongeëvenaarde nauwkeurigheid zo'n middelgroot zwart gat te meten, en zo het bestaan ervan te bevestigen. Hun bevindingen werden gepubliceerd in het vakblad Nature. Het zwarte gat dat de Amerikanen bestudeerden, heeft een massa van ongeveer 400 keer onze zon en ligt in het galactische stelsel Messier 82 in het sterrenstelsel Ursa Major.

Zwarte gaten zijn onzichtbaar, maar astronomen kunnen ze vinden door hun zwaartekracht op andere objecten op te sporen. Sinds 1970 observeerden astronomen honderden objecten waarvan gedacht werd dat het om middelgrote zwarte gaten ging. Maar omdat ze de massa niet konden meten, bleven er veel vraagtekens. "Om redenen die moeilijk te begrijpen zijn, weerstaan deze objecten aan de standaardmeettechnieken", zegt onderzoeker Richard Mushotzky.

En dus probeerden de astronomen van de universiteit van Maryland het op een andere manier. Een satelliettelescoop van NASA nam beelden van individuele deeltjes in de x-stralen die het zwarte gat, M82 X-1 genoemd, uitzond. De intensiteit en golflengte daarvan werd in kaart gebracht. Tussen het materiaal dat rond het vermoedelijke zwarte gat cirkelde, werden twee repetitieve lichtopflakkeringen in een ritmisch patroon ontdekt.

'Mean Mr. Mustard'
"De twee lichte trillingen waren als twee stofdeeltjes die vastzitten in de groeven van een vinylplaat op een draaitafel", aldus Mushotzky. "Als de trillingen muzikale beats waren, zouden ze een specifiek ritme produceren, zoals een bossanovamelodie of een deuntje van The Beatles: 'Mean Mister Mustard sleeps in the park, shaves in the dark, try'na save paper'."

In muziektermen is dit een 3:2-ritme. Astronomen kunnen een 3:2-ritme van lichttrillingen gebruiken om de massa van een zwart gat te meten. De techniek werd al gebruikt op kleinere zwarte gaten, maar werd nooit eerder toegepast om middelgrote zwarte gaten te meten.

Zo konden de wetenschappers meten dat M82 X-1 428 keer de massa van de zon bedraagt. Een volgende stap is te achterhalen hoe deze klasse van zwarte gaten gevormd wordt. NASA lanceert over twee jaar een nieuwe telescoop die X-stralen kan vastleggen, de Neutron Star Interior Composition Explorer. De wetenschappers uit Maryland hebben alvast zes potentiële middelgrote zwarte gaten geïdentificeerd die de nieuwe telescoop kan observeren.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van De Morgen rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234