Dit is hoe Amerikaanse astronomen hielpen bij het ontdekken van een sterrenstelsel ‘op het niveau van Bigfoot’

SALT LAKE CITY – In een sterrenstelsel met een diameter van enkele lichtjaren en meer dan 13 miljard jaar oud is het logisch dat er maar heel weinig grote astronomische ontdekkingen plaatsvinden – en dat slaat helemaal nergens op.

Omega Centauri, een mondiale verzameling van miljoenen sterren, bevindt zich in het Melkwegstelsel – zo dicht in de richting van het centrum dat het onmogelijk wordt om individuele sterren te onderscheiden – en kan vanaf zuidelijke breedtegraden alleen worden gezien als een klein stipje in de nachtelijke hemel.

Maar binnen dit cluster ligt iets waar astronomen al bijna tien jaar naar zoeken en discussiëren, iets wat blijkt uit een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Utah en het McPlanck Institute for Astronomy: Omega Centauri herbergt een centraal zwart gat.

“Dit is een ontdekking die je maar één keer in je carrière tegenkomt. Ik ben er al negen maanden op rij enthousiast over. Elke keer als ik erover nadenk, heb ik moeite met slapen”, zegt Anil Seth, universitair hoofddocent astronomie aan de Universiteit van New York. Utah en co-hoofdonderzoeker van het onderzoek.

“Op het niveau van Bigfoot.”

de StadionEen onderzoek dat woensdag in het tijdschrift Nature werd gepubliceerd, toonde aan dat zwarte gaten in verschillende massabereiken voorkomen.

Veel voorkomende zwarte gaten zijn stellaire zwarte gaten, die in massa variëren van één zonsmassa tot enkele tientallen zonsmassa’s, en superzware zwarte gaten, die massa’s tot miljarden zonsmassa’s hebben.

Een van de moeilijkste dingen die (nog) niet met zekerheid kunnen worden gedetecteerd, zijn zwarte gaten met een gemiddelde massa, die het onderzoeksteam heeft ontdekt.

“Deze zwarte gaten met een gemiddelde massa lijken een beetje op de zwarte gaten die in het sterrenbeeld Bigfoot leven”, zegt Matthew Whitaker, een student aan de Universiteit van Utah en co-auteur van het onderzoek. “Het ontdekken ervan is als het vinden van de eerste bewijs van een zwart gat – mensen zullen doodsbang zijn.”

“Naald in een hooiberg”

Omega Centauri lijkt de kern te zijn van een klein, afzonderlijk sterrenstelsel waarvan de evolutie werd stopgezet toen het werd opgeslokt door de Melkweg, aldus de krant. De huidige stand van zaken in de evolutie van sterrenstelsels suggereert dat deze eerste sterrenstelsels centrale zwarte gaten van gemiddelde grootte zouden moeten bevatten, die in de loop van de tijd groter zouden zijn geworden.

Maar hoe begin je er naar te zoeken?

Seth en Nadine Neumeyer, groepsleider bij het Max Planck Instituut en hoofdonderzoeker van het onderzoek, begonnen in 2019 voor het eerst te onderzoeken hoe ze de vormingsgeschiedenis van Omega Centauri beter konden begrijpen.

Ze realiseerden zich dat als ze snel bewegende sterren rond het centrum ervan konden vinden, ze eindelijk de vragen rond het centrale zwarte gat in de sterrenhoop zouden kunnen oplossen door de massa van het zwarte gat te meten.

Deze zoektocht naar sterren viel in de schoot van Maximilian Haberl, een doctoraatsstudent aan het Max Planck Instituut. Haberle leidde de ontwikkeling van een enorme catalogus van sterbewegingen in de Omega Centauri-cluster, waarbij hij de snelheden van 1,4 miljoen sterren meet door meer dan 500 Hubble-afbeeldingen van de cluster te bestuderen.

De uitdaging hier was dat de meeste beelden die Haberle tot zijn beschikking had, bedoeld waren om de instrumenten van Hubble te kalibreren, en niet om baanbrekende wetenschappelijke ontdekkingen te ondersteunen.

Dankzij de ruim 500 beelden voldeed deze onbedoelde verzameling van gegevens echter aan haar doel.

“Het zoeken naar sterren met hoge snelheid en het documenteren van hun beweging was als het zoeken naar een speld in een hooiberg,” zei Haberle. Uiteindelijk beschikte Haberle niet alleen over de meest complete catalogus tot nu toe van de beweging van sterren bij Omega Centauri, maar vond hij ook zeven naalden in zijn archiefhooiberg: zeven snel bewegende sterren in een klein gebied in het centrum van Omega Centauri.

Ontdekking

Maar het werk eindigde niet met de ontdekking van deze zeven sterren. Dankzij de aanwezigheid van zeven sterren, elk met verschillende snelheden en bewegingsrichtingen, konden de onderzoekers de verschillende effecten scheiden en de aanwezigheid vaststellen van een centrale cluster in Omega Centauri, met een massa van minstens 8.200 zonnen.

Bovendien geven de afbeeldingen geen zichtbare objecten aan op de locatie van die centrale massa, zoals je bij een zwart gat zou verwachten.

Verdere analyse leidde tot meer goed nieuws voor het team. Zoals het artikel uitlegt, behoort de enkele hogesnelheidsster in de afbeelding mogelijk niet tot Omega Centauri. Het kan een ster buiten de cluster zijn die toevallig achter of vóór het centrum van Omega Centauri passeert. Aan de andere kant kunnen waarnemingen van zeven van zulke sterren geen toeval zijn en laten ze geen ruimte voor andere verklaringen dan de aanwezigheid van een zwart gat.

Hij is gestorven.

Ga vooruit

Het team is nu van plan voort te bouwen op hun enorme bevindingen door de kern van Omega Centauri verder te onderzoeken. Seth leidt een project dat is goedgekeurd om de James Webb-ruimtetelescoop te gebruiken om de beweging van hogesnelheidssterren naar of van de aarde te meten.

leuk vinden Gereedschappen van de toekomst Vraag het kan Zoek de sterren Met grotere precisie dan Hubble is het doel om te bepalen hoe sterren versnellen en hoe hun banen buigen – hoewel dat project in de handen van toekomstige generaties onderzoekers zal liggen.

Deze ontdekking versterkt echter de argumenten voor Omega Centauri als het kerngebied van wat ooit een sterrenstelsel was dat miljarden jaren geleden door de Melkweg werd opgeslokt.

Voor mensen die rechtstreeks van de onderzoekers willen horen: Seth zal de bevindingen van het team op 8 augustus om 19.00 uur presenteren in het Clarke Planetarium IMAX Theatre in Salt Lake City. Ondertussen is het volledige onderzoek te vinden Verbonden.

“Ik denk dat buitengewone beschuldigingen buitengewoon bewijs vereisen. Dit is werkelijk buitengewoon bewijs”, zei Seth.