Een internationaal team van onderzoekers heeft een dubbelster ontdekt die dicht om Sagittarius A* – het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel – cirkelt.
Het is voor het eerst dat een sterrenpaar in de omgeving van een superzwaar zwart gat is gedetecteerd. De ontdekking, gebaseerd op gegevens die met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) zijn verzameld, helpt ons begrijpen hoe sterren in omgevingen met extreme zwaartekracht kunnen overleven, en kan mogelijk leiden tot de detectie van planeten in de buurt van Sagittarius A*.
‘Zwarte gaten zijn niet zo verwoestend als we dachten,’ zegt Florian Peißker, onderzoeker aan de Universiteit van Keulen (Duitsland) en hoofdauteur van de studie die vandaag in Nature Communications is gepubliceerd. Dubbelsterren – sterparen die om elkaar heen draaien – komen heel veel voor in ons heelal, maar ze waren nog niet eerder ontdekt in de nabijheid van een superzwaar zwart gat, waar de intense zwaartekracht stersystemen instabiel kan maken.
Deze nieuwe ontdekking laat zien dat sommige dubbelsterren zelfs onder destructieve omstandigheden een tijdje kunnen standhouden. D9, zoals de pas ontdekte dubbelster wordt genoemd, is net op tijd opgespoord. Hij is naar schatting pas 2,7 miljoen jaar oud en de sterke zwaartekracht van het nabije zwarte gat zal er waarschijnlijk voor zorgen dat de twee sterren binnen een miljoen jaar zullen samensmelten tot één enkele ster – een zeer korte tijdspanne voor zo’n jong stersysteem.
‘We hebben – naar kosmische begrippen – maar weinig tijd om een dubbelster als deze waar te nemen, maar het is ons gelukt!’, legt mede-auteur Emma Bordier uit. Zij werkt eveneens aan de Universiteit van Keulen en was voorheen student bij ESO.
Wetenschappers hebben jarenlang gedacht dat de extreme omgeving van een superzwaar zwart gat de vorming van nieuwe sterren zou belemmeren. Maar de diverse jonge sterren die in de buurt van Sagittarius A* zijn ontdekt, hebben deze veronderstelling weerlegd. De ontdekking van de jonge dubbelster laat zien dat zich onder deze barre omstandigheden zelfs dubbelsterren kunnen vormen. ‘Het D-9-systeem laat duidelijk zien dat er gas en stof rond de sterren aanwezig is, wat erop kan wijzen dat het om een zeer jong stersysteem gaat dat zich in de buurt van het superzware zwarte gat moet hebben gevormd’, aldus mede-auteur Michal Zajaček, onderzoeker aan de Masaryk-universiteit in Tsjechië en de Universiteit van Keulen.
De nu ontdekte dubbelster is aangetroffen in een compacte cluster van sterren en andere objecten rond Sagittarius A*: de zogeheten S-cluster. Het meest raadselachtige aan deze cluster zijn de G-objecten, die zich als sterren gedragen, maar eruitzien als wolken van gas en stof. Tijdens hun waarnemingen van deze mysterieuze objecten ontdekte het team een verrassend patroon in D9. De combinatie van gegevens die zijn verkregen met de instrumenten ERIS en SINFONI van de VLT liet zien dat D9 uit twee sterren bestaat die om elkaar heen draaien. ‘Ik dacht dat mijn analyse fout was,’ zegt Peißker, ‘maar het spectroscopische patroon besloeg een periode van vijftien jaar, wat bewijst dat het echt om een dubbelster gaat: de eerste die in de S-cluster is waargenomen.’
De resultaten werpen nieuw licht op wat de mysterieuze G-objecten zouden kunnen zijn. Het team suggereert dat ze mogelijk een combinatie zijn van nog niet samengesmolten dubbelsterren en restmateriaal van al gefuseerde sterren.
De precieze aard van veel van de objecten die om Sagittarius A* draaien en hoe deze zo dicht bij het superzware zwarte gat kunnen zijn gevormd, blijft een mysterie. Maar binnenkort kunnen de GRAVITY+ upgrade van de VLT Interferometer en het METIS-instrument van ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die momenteel in Chili wordt gebouwd, hier verandering in brengen. Met deze faciliteiten zullen astronomen nog gedetailleerdere waarnemingen kunnen doen van het Melkwegcentrum, de aard van al bekende objecten onthullen en ongetwijfeld nog meer dubbelsterren en jonge stersystemen gaan opsporen.
‘Onze ontdekking laat ons speculeren over de aanwezigheid van planeten, aangezien deze vaak rond jonge sterren worden gevormd. Het lijkt aannemelijk dat de ontdekking van planeten in het Melkwegcentrum slechts een kwestie van tijd is,’ concludeert Peißker.
