De Event Horizon Telescope heeft de allereerste foto van een zwart gat gemaakt. Het gaat om het zwarte gat in het centrum van sterrenstelsel M87, op een afstand van 55 miljoen lichtjaar. Het monster is 6,5 miljard keer zo zwaar als onze zon.
Voor het eerst in de geschiedenis hebben sterrenkundigen een foto gemaakt van een zwart gat. Of liever gezegd: van de ‘schaduw’ van een zwart gat. ‘Het is alsof we de poorten van de hel in beeld hebben gebracht; het einde van ruimte en tijd’, aldus radiosterrenkundige Heino Falcke van de Radboud Universiteit tijdens een persconferentie in Brussel.
Zwarte gaten geven zelf geen licht, maar met hun onvoorstelbaar sterke zwaartekracht buigen ze het licht van omringende gaswolken af. In sommige gevallen kan een lichtstraal bijna helemaal om een zwart gat heen cirkelen voordat hij ontsnapt in de richting van de aarde. Het resultaat is een ring van licht rondom een donkere ‘schaduw’.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
De gepresenteerde foto van het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel M87 komt nauwkeurig overeen met de theoretische verwachtingen. Uit de afmetingen van de lichtring (ca. 100 miljard kilometer) konden Falcke en zijn collega’s berekenen dat het zwarte gat 6,5 miljard maal zo zwaar is als de zon.
Kosmische eenrichtingsdeur
De foto is niet gemaakt in zichtbaar licht, maar toont radiostraling op millimetergolflengten. Om het verre zwarte gat zo gedetailleerd in beeld te brengen, werd het in het voorjaar van 2017 vier dagen lang gelijktijdig waargenomen door radiotelescopen in Frankrijk, Spanje, de Verenigde Staten, Mexico, Chili, Hawaii en op de Zuidpool. Door al die metingen zorgvuldig met elkaar te combineren, werd dezelfde beeldscherpte bereikt als met een denkbeeldige radiotelescoop zo groot als de aarde.
Volgens theoretisch astrofysicus Luciano Rezzolla van de Goethe-universiteit in Frankfurt vormt de spectaculaire opname het eerste daadwerkelijke bewijs voor het bestaan van zwarte gaten en van hun zogeheten event horizon (‘gebeurtenishorizon’). Dat ‘oppervlak’ van een zwart gat vormt in feite een kosmische eenrichtingsdeur: er kan van alles naar binnen vallen, maar nooit meer iets uit tevoorschijn komen. ‘Wat tot nu toe altijd een wiskundig concept was, is eindelijk veranderd in een echt fysiek object,’ aldus Rezzolla.
Levensveranderend
Aan het Event Horizon Telescope-project hebben ruim tweehonderd wetenschappers van over de hele wereld meegewerkt. Vandaag zijn zes wetenschappelijke publicaties verschenen in een speciaal nummer van het vakblad Astrophysical Journal Letters. Volgens Monica Moscibrodzka van de Radboud Universiteit was het een ‘life changing experience’ om voor het eerst een echte foto van een zwart gat op het beeldscherm te zien verschijnen. Tot nu toe beschikten astronomen alleen over computersimulaties en artistieke impressies.
Dat de lichtring rond het zwarte gat in M87 aan de onderzijde helderder is dan aan de bovenzijde, komt door een relativistisch verschijnsel: de zogeheten doppler-boosting, die ontstaat wanneer materie met bijna de lichtsnelheid in de richting van de waarnemer beweegt. Volgens Moscibrodzka kan uit de waarnemingen worden afgeleid dat het gas min of meer ‘met de klok mee’ rond het zwarte gat roteert.