Wetenschappers hebben twee superzware zwarte gatenparen geïdentificeerd – genaamd ‘Gondor’ en ‘Rohan’ – met behulp van een nieuwe detectiemethode die zwaartekrachtgolfsignalen koppelt aan observaties van quasars. Deze ontdekking biedt de eerste concrete benchmarks voor het detecteren van individuele, continue zwaartekrachtgolven en het in kaart brengen van samensmeltende zwarte gaten in de kosmos.
De ‘bakens’ van samensmeltende zwarte gaten
Het onderzoek, uitgevoerd door het Noord-Amerikaanse Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav), maakt gebruik van het principe dat superzware dubbelsterren met zwarte gaten toenemende frequenties van zwaartekrachtgolven uitzenden terwijl ze spiraalvormig naar een botsing toe bewegen. Quasars, aangedreven door het actief voeden van superzware zwarte gaten, fungeren als “bakens” – ze stralen detecteerbare zwaartekrachtsgolven uit wanneer er een binair systeem aanwezig is.
Deze aanpak is belangrijk omdat de kans op superzware zwarte gaten-fusies binnen quasars vijf keer zo groot is. Door 114 Actieve Galactische Kernen (AGN’s), de heldere centra van sterrenstelsels, te analyseren, konden onderzoekers Gondor (officieel SDSS J0729+4008) en Rohan (SDSS J1536+0411) als voornaamste kandidaten aanwijzen.
Een nieuw tijdperk in zwaartekrachtgolfdetectie
De methode van NANOGrav combineert de detectie van ‘gezoem’ van zwaartekrachtgolven op de achtergrond met nauwkeurige quasarwaarnemingen. Deze tweeledige aanpak biedt een efficiëntere manier om samensmeltende zwarte gaten te identificeren dan traditionele methoden.
De bevindingen van het team hebben directe implicaties voor de zwaartekrachtgolfastronomie:
- Het biedt een systematisch raamwerk voor toekomstige detecties.
- Het vergemakkelijkt het maken van een achtergrondkaart voor zwaartekrachtgolven.
- Het zou ons begrip van de fusies van sterrenstelsels, de fysica van zwarte gaten en de aard van zwaartekrachtgolven zelf kunnen verfijnen.
De naamgeving van de binaire systemen – naar locaties in Tolkiens ‘The Lord of the Rings’ – was gedeeltelijk een eerbetoon aan de betrokken onderzoekers (Rohan Shivakumar) en een knipoog naar de dramatische beelden van verlichte bakens die een dreigend conflict in het verhaal signaleerden. Zoals Mingarelli het uitdrukte: “De bakens waren aangestoken!”
Toekomstige implicaties
NANOGrav zal zijn zoektocht naar superzware binaire bestanden van zwarte gaten voortzetten, met als doel een uitgebreide catalogus van fusies op te bouwen. Zelfs een kleine steekproefomvang zal aanzienlijk bijdragen aan de achtergrondkaart van zwaartekrachtgolven. Dit onderzoek markeert een cruciale stap in de richting van het verfijnen van ons vermogen om enkele van de krachtigste gebeurtenissen in het universum waar te nemen en te begrijpen.
Het vermogen om deze systemen systematisch te detecteren zal nieuwe inzichten opleveren over hoe sterrenstelsels evolueren en hoe zwarte gaten de kosmos vormen.
