Persbericht

Allereerste dubbelster gevonden bij superzwaar zwart gat in ons Melkwegstelsel

17 december 2024

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.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*’, dat vandaag in Nature Communications wordt gepubliceerd (doi: 10.1038/s41467-024-54748-3).

Het onderzoeksteam bestaat uit F. Peißker (Vakgroep Natuurkunde, Universiteit van Keulen, Duitsland [Universiteit van Keulen]), M. Zajaček (Vakgroep Theoretische Natuurkunde en Astrofysica, Masaryk-universiteit, Brno, Tsjechië; Universiteit van Keulen), L. Labadie (Universiteit van Keulen), E. Bordier (Universiteit van Keulen), A. Eckart (Universiteit van Keulen; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Duitsland), M. Melamed (Universiteit van Keulen) en V. Karas (Astronomisch Instituut, Tsjechische Academie van Wetenschappen, Praag, Tsjechië).

De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) stelt wetenschappers van over de hele wereld in staat om de geheimen van het heelal te ontdekken, ten bate van iedereen. Wij ontwerpen, bouwen en exploiteren observatoria van wereldklasse die door astronomen worden gebruikt om spannende vragen te beantwoorden en de fascinatie voor astronomie te verspreiden, en bevorderen internationale samenwerking op het gebied van de astronomie. ESO, in 1962 opgericht als intergouvernementele organisatie, wordt inmiddels gedragen door 16 lidstaten (België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland) en door het gastland Chili, met Australië als strategische partner. Het hoofdkwartier van de ESO en haar bezoekerscentrum en planetarium, de ESO Supernova, zijn gevestigd nabij München in Duitsland, maar onze telescopen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn – een prachtige plek met unieke omstandigheden voor het doen van hemelwaarnemingen. ESO exploiteert drie waarnemingslocaties: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope en Very Large Telescope Interferometer, evenals surveytelescopen zoals VISTA. Ook zal ESO op Paranal de Cherenkov Telescope Array South huisvesten en exploiteren – ’s werelds grootste en gevoeligste observatorium van gammastraling. Samen met internationale partners beheert ESO APEX en ALMA op Chajnantor, twee faciliteiten die de hemel waarnemen in het millimeter- en submillimetergebied. Op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwen wij ‘het grootste oog ter wereld’ – ESO’s Extremely Large Telescope. Vanuit onze kantoren in Santiago, Chili, ondersteunen wij onze activiteiten in het gastland en werken wij samen met Chileense partners en de Chileense samenleving.

Contact

Florian Peißker
Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Tel: +49 221 470 7791
E-mail: peissker@ph1.uni-koeln.de

Emma Bordier
Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Tel: +49 221 470 3548
E-mail: bordier@ph1.uni-koeln.de

Michal Zajaček
Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University
Brno, Czechia
Tel: +420 549 49 8773
E-mail: zajacek@physics.muni.cz

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobiel: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media

Dit is een vertaling van ESO-persbericht eso2418.

Usage of ESO Images, Videos, Web texts and Music
Are you a journalist? Subscribe to the ESO Media Newsletter in your language.