De Hubble Ruimtetelescoop heeft iets gevonden dat er altijd al had moeten zijn: een zwart gat in het midden van een dichte sterrenhoop. Maar dit is geen gewoon zwart gat. Het is de eerste van meerdere die astronomen lang hadden voorspeld in bolvormige sterrenhopen, maar nooit konden vinden. De ontdekking, aangekondigd door NASA, komt van waarnemingen van Omega Centauri, een reusachtige cluster van ongeveer 10 miljoen sterren die zichtbaar is vanaf de aarde.
Een 20 jaar durende jacht op onzichtbare reuzen
Omega Centauri bevindt zich op ongeveer 17.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Centaurus. Twintig jaar lang vermoedden wetenschappers dat er een middelgroot zwart gat, met een massa van minstens 8.200 zonnen, in de kern op de loer lag. Maar elke keer dat ze keken, was het bewijs onduidelijk. Sterren nabij het centrum bewogen op manieren die wezen op een massief object, maar het signaal was zwak. Andere verklaringen, zoals een zwerm kleinere zwarte gaten of dichte stellaire overblijfselen, hadden hetzelfde effect kunnen veroorzaken. De zaak bleef onopgelost.
Hubble veranderde dat door jarenlang naar de cluster te staren en de bewegingen van sterren met extreme precisie te volgen. De telescoop mat de snelheden en posities van zeven snel bewegende sterren in het binnenste gebied van de cluster. Hun paden onthulden een enkele, geconcentreerde zwaartekracht. Die aantrekkingskracht kwam van een zwart gat met een intermediaire massa, een zeldzame klasse van zwarte gaten die zich bevindt tussen de kleine die ontstaan uit stervende sterren en de superzware in de centra van sterrenstelsels.
Waarom lokale astronomen om een verre cluster geven
Voor het team achter de ontdekking, geleid door Maximilian Häberle van het Max Planck Instituut voor Astronomie in Duitsland, is de vondst de uitbetaling van een lange weddenschap. Bolvormige sterrenhopen zijn oud, zitten vol oude sterren en werden beschouwd als natuurlijke thuisbasis voor zwarte gaten met intermediaire massa. Maar tot nu toe was er geen bevestigd. Het zwarte gat in Omega Centauri is het eerste directe bewijs dat deze objecten in zulke clusters bestaan. Het helpt ook verklaren waarom sommige clusters hun zwarte gaten leken te missen. Ze waren er altijd al, alleen verborgen.
De ontdekking is belangrijk omdat zwarte gaten met intermediaire massa een ontbrekende schakel zijn in de evolutie van zwarte gaten. Astronomen geloven dat ze kunnen uitgroeien tot de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, inclusief die in onze eigen Melkweg. Het vinden van een in een bolvormige sterrenhoop geeft onderzoekers een nieuwe plek om te bestuderen hoe zwarte gaten groeien en interageren met hun omgeving.
Hubble's werk is nog niet klaar. De telescoop zal Omega Centauri blijven monitoren, en astronomen verwachten meer zwarte gaten te vinden in andere bolvormige sterrenhopen. Elk zal een stukje toevoegen aan een puzzel die wetenschappers jarenlang heeft verbijsterd. Voor nu is het eerste ontbrekende zwarte gat gevonden, en het lag gewoon in het zicht verborgen.
