Astronomen van Caltech hebben gemeld dat ze een botsing tussen twee zwarte gaten hebben waargenomen. Normaal gesproken is zo’n gebeurtenis onzichtbaar, maar deze keer hielp een groter zwart gat in de buurt de andere twee te verlichten toen ze in botsing kwamen. Indien bevestigd, zouden de bevindingen, gepubliceerd in Physical Review Letters, de eerste optische waarnemingen zijn die ooit zijn gedaan van een fusie met een zwart gat.
Wat er gebeurde: De fusie werd voor het eerst gedetecteerd in mei 2019 en kreeg de naam S190521g, ongeveer 4 miljard lichtjaar afstand in de buurt van een superzwaar zwart gat genaamd J1249 + 3449. Dit object is 100 miljoen keer zwaarder dan de zon, met een diameter die ongeveer zo groot is als de baan van de aarde rond de zon.
De twee kleinere zwarte gaten, elk ongeveer 150 keer zwaarder dan de zon, struikelden in de aanwasschijf van het superzware lichaam: een werveling van sterren, gas en stof die langzaam naar de horizon van de gebeurtenis wordt gezogen, waarachter zelfs geen licht kan ontsnappen .
Toen de twee kleinere zwarte gaten botsten, stuurde de kracht het samengevoegde object met een snelheid van ongeveer 700.000 kilometer per uur uit de accretieschijf, rekenen de onderzoekers. Terwijl het de ruimte in snelde, verlichtte het samengevoegde zwarte gat het omringende gas in de schijf en produceerde het licht dat een biljoen keer helderder was dan de zon.
Hoe astronomen de fusie in verband brachten met het superzware zwarte gat: S190521g veroorzaakte, net als veel andere fusies van zwarte gaten, rimpelingen in de ruimtetijd die op aarde werden gedetecteerd door LIGO, een zwaartekrachtsgolfobservatorium. Toen die waarnemingen binnenkwamen, werd er een automatisch alarm gestuurd naar de telescopen van de wereld om te zien of ze gebeurtenissen in de nachtelijke hemel die samenvielen met de fusie, optisch konden observeren. Ongeveer 34 dagen later zag de Zwicky Transient Facility in Californië het licht van het fusie-evenement en wetenschappers volgden een vurig pad terug naar J124942.3 + 344929.
De implicaties: zwarte gaten mogen niet zichtbaar zijn, maar deze nieuwe bevindingen suggereren dat we deze objecten daadwerkelijk kunnen visualiseren door de omringende materie te observeren die ze oplichten. Het verschilt niet veel van hoe de Event Horizon-telescoop het nu beroemde beeld van een superzwaar zwart gat, dat vorig jaar werd uitgebracht, snauwde. Dat beeld is niet bepaald het zwarte gat zelf, maar eerder het gloeiende gas en stof dat aan de horizon van de gebeurtenis grenst.
Door een manier te vinden om fusies van zwarte gaten in accretieschijven nauwlettend te observeren, kunnen we misschien vragen beantwoorden over hoe materie met deze objecten samenwerkt en of een fusie kan worden voorspeld voordat deze plaatsvindt. Het Caltech-team gelooft dat het mogelijk is dat deze zwarte gaten het resultaat waren van een lange reeks eerdere fusies – en S190521g was gewoon de nieuwste.
Wat volgt: de bevindingen moeten nog worden bevestigd. Astronomen zullen een meer gedetailleerde analyse van S190521g uitvoeren om te zien of de fusie en de overstraling in verband met J124942.3 + 344929 echt met elkaar verbonden zijn.