Het zwarte gat HLX-1 (Hyper-Luminous X-ray source 1) was al een vreemde eend in de bijt, want toen het in 2009 werd ontdekt bleek het met zijn 20.000 zonsmassa’s de enige in zijn soort te zijn.

Dat was genoeg reden hem verder te onderzoeken, dachten astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in de Verenigde Staten en het Sydney Institute for Astronomy in Australië. Ze gebruikten beelden van de Hubble-telescoop en van het Swift Observatory – beide satellieten van de NASA – om ver-infrarode-, optische-, ultraviolette- en Röntgeninformatie te verkrijgen. Daarin zag het onderzoeksteam blauw licht van heet gas dat met hoge snelheid rondom het zwarte gat draait. Maar verrassend genoeg zagen ze ook rood licht, dat afkomstig moet zijn van veel koeler gas in de buurt van het zwarte gat.

Een artistieke weergave van een zwart gat met een zogenoemde accretieschijf. Dat is een wolk van heet gas die met hoge snelheid om het centrum heen draait. Door dit hete gas zijn de eigenlijk onzichtbare zwarte gaten waar te nemen.

Vergezeld door een groep sterren

De astronomen komen met een verklaring voor dat rode licht in een artikel dat 15 februari in het Astrophysical Journal verscheen. “De kleuren wijzen op zowel een accretieschijf van een zwart gat, als een hoop jonge sterren die koeler gas uitstoten en zo voor rood licht zorgen”, schrijft hoofdauteur Sean Farrell. De sterren zwermen binnen een straal van 250 lichtjaar rondom het zwarte gat en zijn jonger dan 200 miljoen jaar. Om hoeveel sterren het precies gaat is niet bekend, het cluster staat op een afstand van 290 miljoen lichtjaar van de aarde. Dat is te ver om ze individueel te kunnen zien.

Bestolen

Meestal worden zwarte gaten gevonden in het centrum van een sterrenstelsel, omringt door miljoenen of zelfs miljarden sterren. Hoe kan het dan dat HLX-1 wordt vergezeld door slechts een klein groep sterren in zijn directe omgeving? De verklaring is volgens de wetenschappers dat het zwarte gat het centrum heeft gevormd van een dwergsterrenstelsel, waarvan bijna alle sterren zijn opgeslokt door het veel grotere naburige sterrenstelsel ESO 243-49. Het zwarte gat wist bij deze gebeurtenis alleen de materie in zijn directe omgeving vast te houden.

Opvallend aan sterrenstelsel ESO 243-49 is dat er een zwart gat is waargenomen boven de schijf waarin alle sterren zich bevinden.

NASA, ESA, S. Farrell

NASA, ESA, S. Farrell

Beperkte tijd zichtbaar

Wat wel een raadsel blijft is het bijzondere gewicht van het zwarte gat. Astronomen weten dat extreem zware sterren aan het einde van hun leven kunnen ‘instorten’ tot een klein zwart gat, dat pakweg tien keer de massa van de zon heeft. Daarnaast zien ze in veel sterrenstelsels zogenoemde superzware zwarte gaten, met massa’s van miljoenen zonsmassa’s. Gek genoeg is er een groot leeg gebied tussen deze twee categorieën.

Mede-auteur Mathieu Servillat zegt dat er nu voor het eerst duidelijkheid is over de omgeving en herkomst van HLX-1. “Deze zeldzaamheid van dit soort zwarte gaten kan bovendien betekenen dat ze maar een beperkte tijd zichtbaar zijn in het Röntgenspectrum.”