Een recent onderzoek heeft een onzichtbaar object gedetecteerd dat dichtbij de Melkweg passeerde tijdens een gebeurtenis die ongeveer een uur duurde, genaamd Phoebe. Het zou een primordiaal zwart gat in de halo van het sterrenstelsel kunnen zijn, of een schurkenplaneet in de nabijgelegen Grote Magelhaense Wolk.
Astronomen zagen iets onzichtbaars en onbekends met zeer hoge snelheid de buitenwijken van de Melkweg passeren. Het fenomeen, genaamd Phoebe, duurde slechts ongeveer een uur en wordt beschreven als een van de snelste signalen met de laagste massa die ooit in de geschiedenis van de astronomie zijn gedetecteerd.
De detectie werd gedaan met een hogeresolutiecamera die in Chili was geïnstalleerd en die gedurende ongeveer 60 minuten de helderheid van een ster vastlegde die geleidelijk en symmetrisch toenam. Het object is zo zwak dat het niet direct zichtbaar is: wetenschappers merkten de passage alleen op door het effect van de zwaartekracht op licht, een fenomeen dat zwaartekrachtmicrolensing wordt genoemd. Hypotheses variëren van een primordiaal zwart gat tot een rondzwervende planeet.
Hoe Phoebe werd gespot nabij de Melkweg
Als het zich in de Grote Magelhaanse Wolk bevindt, zou Phoebe een schurkenplaneet kunnen zijn met een massa die veel groter is dan Jupiter.
Het incident vond plaats in december 2019, toen een internationaal team de DECam-camera gebruikte, geïnstalleerd op de vier meter lange Blanco-telescoop van het Cerro Tololo Observatorium in Chili.
Vijf nachten lang fotografeerden onderzoekers elke minuut ongeveer 10 miljoen sterren in de Grote Magelhaense Wolk, op zoek naar kleine toenames in helderheid die zouden duiden op de passage van een onzichtbaar object. Zo vonden ze Phoebe in één nacht.
Het evenement was snel en werd niet herhaald. Volgens de studie, gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) en geleid door onderzoeker Renee Key, is het een van de snelste en laagste microlensingsignalen ooit gemeten, met een karakteristieke duur van ongeveer 60 minuten.
De naam Phoebe is niet voor niets: het combineert de afkortingen in het Engels voor ‘vrij zwevende planeet’ en ‘primordiaal zwart gat’, precies de belangrijkste hypothesen over wat de buitenwijken van de Melkweg overstak.
Een primordiaal zwart gat in de halo van de Melkweg?
Statistische analyse geeft een sterke aanwijzing. Volgens de auteurs is de kans vijf ordes van grootte, oftewel ongeveer 100.000 keer, waarschijnlijker dat het tot de halo van donkere materie van de Melkweg behoort dan tot de sterinhoud van ons of buurstelsel.
Daarom is de belangrijkste hypothese dat Phoebe een primordiaal zwart gat is, dat door wetenschappers wordt beschouwd als de beste kandidaat die ooit voor dit type object is gevonden.
Een primordiaal zwart gat is een hypothetisch object dat gevormd zou zijn tijdens de eerste momenten van het heelal, direct na de oerknal, en niet door de ineenstorting van een ster. Hij is een van de belangrijkste kandidaten om mysterieuze donkere materie te verklaren.
In dit scenario zou Phoebe een massa hebben die overeenkomt met ongeveer drie keer die van onze maan, of slechts 0,032 keer de massa van de aarde, en zou ze een van de oudste objecten zijn die ooit zijn gedetecteerd, die miljarden jaren in het donker rondzwerven.
Of een schurkenplaneet in de Grote Magelhaense Wolk?
Volgens informatie op het NSC-portaal is er echter een alternatieve verklaring. Als Phoebe zich in de Grote Magelhaanse Wolk bevindt, een naburig sterrenstelsel op ongeveer 163.000 lichtjaar afstand, zou de massa veel groter zijn, ongeveer 0,1 maal die van onze zon.
In dit geval kan het een rondzwervende planeet zijn, dat wil zeggen een wereld die niet om een ster draait en alleen door de ruimte dwaalt, of een object met een lage massa.
Deze mogelijkheid zou ook historisch zijn. Als Phoebe wordt bevestigd als een rondzwervende planeet in de Grote Magelhaense Wolk, zou dit de eerste extragalactische exoplaneet zijn die met deze methode wordt ontdekt.
De beslissende aanwijzing is de duur van de gebeurtenis: hoe lichter het object, hoe sneller het de gezichtslijn passeert en hoe korter de flits, waardoor wetenschappers kunnen inschatten welk scenario het nadert.
Waarom het moeilijk te bevestigen is en waarom het ertoe doet
Het grote probleem is dat dit soort microlensing-evenementen niet meer voorkomen, waardoor het vrijwel onmogelijk is om Phoebe’s aard met zekerheid te bevestigen.
Voordat het team tot hypothesen kwam, moest het defecten aan de apparatuur, stellaire explosies en besmetting door andere sterren uitsluiten. Toch gaat het nog steeds om een enkele episode, waargenomen gedurende ongeveer een uur, dichtbij de Melkweg.
Het is de moeite waard om voorzichtig te zijn: oorspronkelijke zwarte gaten werden lange tijd als een marginaal idee behandeld en zijn weer in de mode geraakt omdat de zoektocht naar donkere materie onbeantwoord blijft, maar concreet bewijs van hun bestaan is nog steeds schaars.
Aan de andere kant rapporteerde een Japans team onlangs twaalf soortgelijke gebeurtenissen in de richting van het Andromedastelsel, sommige mogelijk veroorzaakt door soortgelijke objecten in de halo van de Melkweg.
Indien bevestigd, zou Phoebe kunnen helpen begrijpen waaruit donkere materie bestaat, of het nu een schurkenplaneet is of een oeroud zwart gat.
Een onzichtbaar object dat de Melkweg doorkruist, wat een zwart gat uit het begin der tijden kan zijn, of een schurkenplaneet, is het soort mysterie dat laat zien hoeveel er nog te ontdekken valt in het heelal.
