Bij het woord ‘planeet’ denken we aan iets wat rond een ster cirkelt. Maar misschien zijn er ook exemplaren die zich in een baan rond een superzwaar zwart gat bevinden.
Al eerder suggereerden wetenschappers het idee van planeten bij zwarte gaten, maar er is veel minder gekeken naar superzware zwarte gaten, die miljoenen keren zo zwaar zijn als onze zon. En dus lieten astronoom Keiichi Wada van de Japanse Kagoshima-universiteit en zijn team modellen van planeetvorming los op zulke gaten, om te zien wat er dan zou gebeuren.
‘Dit is de eerste studie over de mogelijkheid van ‘directe’ vorming van planeetachtige objecten die niet bij sterren horen, maar bij superzware zwarte gaten’, stelt Wada.
‘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.
Verwaarloosbare effecten
Planeetvorming, zo wordt meestal aangenomen, begint met een schijf van gas en stof rond een ster, die geleidelijk samenklontert. Daarna trekt deze materie met zijn zwaartekracht nog meer materie naar zich toe, waardoor een planeet kan ontstaan.
Wada en zijn team onderzochten hoe vergelijkbare schijven rond superzware zwarte gaten zich zouden gedragen. ‘In feite is het proces dat hierin kan optreden hetzelfde als bij de vorming van gewone planeten rond sterren’, zegt Wada.
Vanwege hun grote massa en aantrekkingskracht krommen superzware zwarte gaten de ruimtetijd op vreemde manieren. Toch zullen eventuele planeten daar waarschijnlijk niets van merken. Volgens Wada zullen ze zich namelijk op bevinden op afstanden van 10 tot 30 lichtjaar van het zwarte gat. En daar zijn de effecten van de algemene relativiteitstheorie verwaarloosbaar.
Miljoenen planeten
Planeetstelsels rond een superzwaar zwart gat zullen misschien wel heel anders in elkaar zitten dan planetenstelsels rond sterren. ‘De totale hoeveelheid stof is enorm’, zegt Wada. Dat betekent dat de gemiddelde massa van zwart-gat-planeten waarschijnlijk heel groot zou zijn. Bovendien zou één zwart gat volgens Wada tot wel tienduizend planeten kunnen hebben.
Sean Raymond van de Universiteit van Bordeaux zegt dat de logica van het Japanse team hout snijdt. Volgens hem is het echter ook mogelijk dat planeten dichter bij het zwarte gat ontstaan. Dat zou dan leiden tot nóg grotere aantallen planeten. ‘In theorie kunnen miljoenen planeten een baan beschrijven rond één superzwaar zwart gat’, zegt hij. ‘Maar dan moeten de omstandigheden wel precies goed zijn.’
Directe waarnemingen van zulke planeten zullen lastig zijn, vanwege de enorme afstanden. Maar misschien is het wel mogelijk om indirect bewijsmateriaal te verzamelen, bijvoorbeeld door met infraroodtelescopen naar de stof- en gasschijf rond een superzwaar zwart gat te kijken.
Het wetenschappelijk artikel over het onderzoek is ingediend bij het tijdschrift The Astrophysical Journal. Het is hier al online te lezen.