Wetenschappers hebben signalen opgevangen die suggereren dat twee gigantische zwarte gaten op elkaar zijn gebotst en samen een nóg groter zwart gat hebben gevormd.

Lang geleden begonnen twee zwarte gaten, elk met meer dan honderd keer zoveel massa als onze zon, om elkaar heen te draaien op zo’n 10 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Wetenschappers hebben nu rimpelingen in de ruimtetijd – zogenoemde zwaartekrachtgolven – gedetecteerd die suggereren dat deze twee gigantische objecten zijn samengesmolten tot een nog veel groter zwart gat. De onderzoekers presenteerden hun waarnemingen tijdens een conferentie over zwaartekrachtgolven in Glasgow.

Lees ook:

• Sterke aanwijzingen gezien voor nieuwe soort zwaartekrachtgolven
• Superzware zwarte gaten staan op het punt te versmelten

Wat is een zwaartekrachtgolf?

Een zwaartekrachtgolf is een rimpeling in de ruimtetijd die bijvoorbeeld ontstaat wanneer twee zware astronomische objecten om elkaar heen bewegen, of wanneer twee zwarte gaten samengaan. Vervolgens reist zo’n golf met de lichtsnelheid vanuit de bron naar buiten toe, zoals kringen zich over het oppervlak van een vijver verspreiden als je er een steen in hebt gegooid. Einstein voorspelde het bestaan van zwaartekrachtgolven al in 1916. In 2015 zijn ze voor het eerst direct waargenomen, door het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in de Verenigde Staten.

Inmiddels heeft het LIGO al bijna honderd zwaartekrachtgolven gedetecteerd die het resultaat zijn van botsingen tussen zwarte gaten. Maar op 23 november 2023 registreerde het observatorium een signaal dat buitengewoon lastig te interpreteren was. Wetenschappers denken nu dat het werd geproduceerd door de grootste botsing tussen twee zwarte gaten ooit gedetecteerd.

Grootste massa

Analyse van het signaal onthulde dat de zwarte gaten 103 en 137 keer zoveel massa hadden als onze zon. Bovendien draaiden ze zo’n 400.000 keer sneller om hun as dan de aarde doet – een snelheid die dicht bij de theoretische limiet zit.

“Dit zijn de grootste massa’s van zwarte gaten die we met zekerheid hebben gemeten met zwaartekrachtgolven”, zegt Hannam, een van de LIGO-onderzoekers, tegen de Britse krant The Guardian. “En ze zijn vreemd, want ze zitten precies in het bereik van massa’s waarbij we, vanwege allerlei rare dingen die gebeuren, niet verwachten dat zwarte gaten zich vormen.”

Zelf ook ontstaan uit botsingen

De meeste zwarte gaten ontstaan nadat de nucleaire brandstof van gigantische sterren opraakt, waardoor ze instorten. De enorm compacte objecten die daarbij ontstaan vervormen de ruimtetijd zo sterk dat ze een waarnemingshorizon creëren, een grens waarbinnen zelfs licht niet kan ontsnappen.

De LIGO-onderzoekers vermoeden dat de botsende zwarte gaten zelf ook al ontstaan waren uit samensmeltingen. Dat zou namelijk kunnen verklaren waarom ze zoveel massa hadden en waarom ze zo snel ronddraaiden – zo’n samensmelting heeft namelijk de neiging om extra draaiing mee te geven aan het object dat eruit ontstaat. Astronomen hebben hier al eerder aanwijzingen voor gezien, maar nog nooit op zo’n extreme schaal.

Het LIGO is inmiddels niet meer het enige observatorium dat zwaartekrachtgolven kan waarnemen. In totaal hebben observatoria ongeveer driehonderd samensmeltingen van zwarte gaten gedetecteerd via ruimtetijdrimpelingen. De grootste botsing die tot nu toe bekend was, produceerde een zwart gat met 140 keer zoveel massa als de zon. De huidige samensmelting resulteerde in een zwart gat met 265 zonnemassa’s.

Bronnen: The Guardian, New Scientist

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!