Wetenschappers hebben de mysterieuze geschiedenis van zwarte gaten ontrafeld

Een van de meest voorkomende misvattingen over zwarte gaten is dat ze niet alleen materie opslokken, maar ook de geschiedenis van die materie. Wanneer een zwart gat ontstaat, kun je alleen maar raden hoe het is ontstaan.

Dat is niet helemaal waar.

Informatiegeschiedenis gaat alleen verloren als materie de gebeurtenishorizon passeert, en misschien zelfs als dat niet gebeurt. De materie rond een zwart gat heeft nog steeds een rijke geschiedenis.

In een recent onderzoek gebruikten astronomen die geschiedenis om de oorsprong van een zwart gat-systeem te onderzoeken. Het verhaal begint met een systeem genaamd GRO J1655-40. Het is een dubbelstersysteem bestaande uit een zwart gat met een massa van ongeveer zeven zonnen en een begeleidende ster met een massa van meer dan drie zonnen.

Volgens de sterrenkunde bestond het systeem oorspronkelijk uit twee sterren, maar de grootste ster explodeerde als een supernova en werd een zwart gat.

Dat wil zeggen dat het huidige systeem bestaat uit een ster, een zwart gat en het overgebleven puin van de geëxplodeerde ster.

Om de geschiedenis van dat systeem te begrijpen, keek het team naar gegevens uit 2005 van het Chandra-ruimtevaartuig, die waren verzameld toen het systeem bijzonder helder was in het röntgenbereik.

Omdat Chandra spectrale gegevens van het systeem verzamelde, kon het team die gegevens gebruiken om de verschillende elementen erin te identificeren. Ze konden de aanwezigheid en relatieve hoeveelheid van 18 elementen bepalen.

Hier komt archeologie van de astronomie om de hoek kijken. De elementen die in de kern van een ster worden gevormd, zijn afhankelijk van de oorspronkelijke massa en samenstelling van de ster. Door te kijken naar 18 elementen en hun aanwezigheid, kon het team elk kenmerk van de oorspronkelijke ster nabootsen.

Ze ontdekten dat de ster die het zwarte gat heeft voortgebracht, een massa van 25 zonnen had en daardoor zijn begeleidende ster overschaduwde. Dat wil zeggen dat het grootste deel van het materiaal van de oorspronkelijke ster de interstellaire ruimte in is geslingerd, hetzij door de oorspronkelijke supernova-explosie, hetzij door daaropvolgende sterrenwinden die in de loop van de tijd door het systeem zijn gegenereerd.

Met dit type reconstructie kunnen astronomen zien hoe dubbelsterren evolueren en hoe de grootste ster een zwart gat of neutronenster wordt.

Als we deze methode op andere systemen toepassen, kunnen we de dynamiek van stervende sterren beter modelleren.