Stel je voor: je hebt een gigantische, oude ster die dichtbij een zwart gat draait. Het logische zou zijn dat dit massieve object de ster langzaam maar zeker opeet. Echter, astronomische data tonen iets compleet onverwachts bij het systeem Gaia BH2: de rode reus blijft gewoon bestaan, en dat terwijl hij waarschijnlijk een bijna-botsing met een andere ster heeft overleefd. Dit mysterie dwingt astronomen om hun basisverhalen over hoe sterren evolueren compleet te herzien.
Het is makkelijk om te denken dat we inmiddels wel weten hoe zwaartekracht werkt, zeker met die duistere reuzen in het universum. Maar wat ik de laatste tijd merk in mijn vakgebied, is dat de meest fascinerende ontdekkingen vaak komen van die systemen die 'stil' lijken. Deze recente observaties van Gaia BH2, een 'slapend' zwart gat, bewijzen dat het universum nog steeds veel onopgeloste puzzels bevat.
De trillingen die een ster verraden
Astronomen van de Universiteit van Hawaii keken niet alleen naar het licht, maar luisterden ook. Ze gebruikten data van de TESS-satelliet van NASA om minuscule schommelingen in de helderheid van de rode reus te meten – dit noemt men in vakjargon asteroseismologie.
Zie het als een aardbeving op aarde: door te meten hoe de golven door de planeet bewegen, weten we hoe de kern eruitziet. Dezelfde logica geldt hier. Die 'stilvallende' vibraties gaven de wetenschappers inzicht in de kernstructuur van de ster.
- De resultaten wezen uit dat de ster ongeveer 5 miljard jaar oud is.
- Maar de chemische samenstelling, rijk aan bepaalde zware elementen ("alfa-rijk"), duidt normaal gesproken op een veel oudere ster, misschien wel ouder dan de zon!
- Dit is de eerste grote inconsistentie die we tegenkomen.
De onmogelijke draaisnelheid
Dit is waar het echt vreemd wordt. Door de baan van de ster rond het zwarte gat (Gaia BH2, dat pas in 2023 werd geïdentificeerd door de ESA Gaia-missie) te bestuderen, ontdekten ze dat de reus veel te snel roteert voor zijn leeftijd.
Een rode reus van deze leeftijd zou ‘grotendeels in een rustig tempo moeten draaien. De waargenomen rotatieperiode van amper 398 dagen is onlogisch voor zijn geschatte levensfase.
De meest plausibele verklaring? De ster heeft in het verre verleden een intense, bijna-botsing met een andere ster gehad. Bij deze gewelddadige fusie of "samensmelting" werd de ster simpelweg in een razende rotatie geduwd. Dit verklaart de hoge snelheid, maar niet de ouderdomsclash.
Wat dit betekent voor het zoeken naar zwarte gaten
Deze ster draait om een zogenaamd 'slapend' zwart gat. Dit type zwart gat is verraderlijk; het zendt geen röntgenstraling uit omdat het geen materie actief opslokt. Je kunt ze hier op het Nederlandse platteland niet zien, tenzij je heel goed kijkt naar de *beweging* van hun buurman.
Onderzoekers vergeleken dit systeem met een andere, nog vreemdere dubbelster, Gaia BH3. Daar verwachtten ze sterke trillingen, maar die bleven uit. Dit suggereert dat onze huidige modellen voor extreem metaalarmude sterren mogelijk niet kloppen.
Dit fenomeen verandert hoe we de Melkweg in kaart brengen. We waren gewend te zoeken naar actieve, 'hongerige' zwarte gaten. Nu weten we dat de meest stabiele en meest verraderlijke exemplaren rondhangen als stille zwaartekrachtmonumenten, zichtbaar gemaakt door de mysterieuze dans van hun begeleidende ster.
Neem dit mee naar uw volgende borrel
Deze studie leert ons dat je op basis van één eigenschap (zoals de chemische samenstelling) niet altijd de geschiedenis van een hemellichaam kunt bepalen. Soms heb je de 'zwaartekracht-echografie' nodig – de seismische golven – om de échte leeftijd en het verleden van een object te achterhalen. Dit is de moderne manier om het universum te ontrafelen, veel preciezer dan met alleen de blote oog (of de zichtbare telescoop).
Heeft u weleens gemerkt dat sommige 'oude' dingen in uw leven (misschien die Ikea kast van twintig jaar geleden?) toch heel modern aanvoelen? Kosmische verhalen zijn vaak niet anders. Wat denkt u: welke andere verrassende levensgeschiedenissen kunnen sterren nog verbergen door hun spin?
