Als een grote, zware ster het einde van zijn leven bereikt, gebeurt dat met een explosieve eindsprint. De ster kan niet meer genoeg energie produceren om de zwaartekracht tegen te werken, en op een gegeven moment is de grens bereikt en duwt de zwaartekracht de oude ster genadeloos in elkaar. Een supernova. Heel even is de ster zo helder als honderden miljoenen zonnen. Een paar weken lang blijft het object zo zichtbaar, en ondertussen ballen de restjes zich gedreven door de zwaartekracht samen tot een compact object, een sterrenlijk. Bij sterren die meer dan vijf keer zo zwaar zijn als onze zon wordt dat een zwart gat: een object waarvan de zwaartekracht zo sterk is dat zelfs licht er niet uit kan ontsnappen.

Je kunt je vast voorstellen dat het heel moeilijk is om iets te vinden dat eigenlijk per definitie onzichtbaar is. Daarom hebben sterrenkundigen tal van trucs bedacht om zwarte gaten op het spoor te komen. Zo maken daarvoor soms gebruik van het sterke zwaartekrachtveld van de compacte objecten: dingen die in de buurt van een zwart gat komen en wél licht geven, worden ook door het zwarte gat aangetrokken. Op die manier zijn al een groot aantal ‘mogelijke zwarte gaten’ gevonden, want er is nog geen manier om onomstotelijk vast te stellen dat het om zwarte gaten gaat. Een andere manier om zwarte gaten op te sporen is door de kijken naar de materie die richting het zwarte gat wordt gezogen. Dat is in het algemeen een grote schijf van sterrenstof, en de kleur licht die daardoor wordt uitgestraald hangt af van hoe hard het zwarte gat eraan trekt.

Dubbel-zwart gat

Een bijzondere klasse van zwarte gaten zijn de zogenaamde quasars, enorme zwarte gaten in het midden van sterrenstelsels. En bij een zwart gat uit die klasse hebben Amerikaanse sterrenkundigen van het National Optical Astronomy Observatory (NOAO) een bijzondere ontdekking gedaan, waarover ze deze week in Nature berichten. De quasar SDSS J153636.22+044127.0 lijkt namelijk niet uit één, maar uit twee zwarte gaten te bestaan! Voor sterrenkundigen die vooral met theorie bezig zijn is dat niet zo’n grote verrassing. Dubbelsterren komen overal in het heelal veel voor, dus waarom zouden zwarte gaten zich niet zo gedragen? Toch is de vondst bijzonder, met name omdat het de theorie ondersteunt dat zware sterren elkaar opslokken om zo nog zwaardere sterren te worden.

De Amerikaanse sterrenkundigen hebben het donkere tweetal opgespoord door heel nauwkeurig te analyseren wat voor licht er uit deze quasar komt. Dat licht hebben ze vergeleken met wel 15.000 andere quasars, en daaruit konden ze de conclusie trekken dat het lichtspectrum van SDSS J153636.22+044127.0 er alleen zo uit kan zien als de kleuren door twee afzonderlijke zwarte gaten worden geproduceerd. Ze konden ook de afstand tussen de twee zwarte gaten berekenen: die is ongeveer één tiende van de afstand tussen onze zon en zijn eerste buurman, Alpha Centauri.

Opgeslokt

De twee zwarte gaten in SDSS J153636.22+044127.0 zijn los van elkaar al enorm: de kleinste is twintig miljoen keer zo zwaar als onze zon, en de grote nog eens vijftig keer zwaarder. Omdat ze ook nog eens enorm dicht op elkaar staan, is het een kwestie van tijd voordat het grote zwarte gat het kleine opslokt om zo samen één enorme quasar te vormen. De ontdekkers denken dat de twee zwarte gaten misschien de centra zijn van twee op elkaar gebotste sterrenstelsels. Dat soort botsingen komt wel vaker voor, maar een fusie tussen twee sterrenstelsels is nog nooit eerder duidelijk gezien.