De James Webb-ruimtetelescoop heeft in het vroege heelal een superzwaar zwart gat ontdekt dat is ingedut nadat het een enorme maaltijd heeft verorberd.
Voel jij je ook weleens slaperig na een zware maaltijd, zoals een kerstdiner? Of heb je een familielid dat na een zware lunch altijd in slaap valt op de bank? Dan ben je niet de enige.
Een internationale groep sterrenkundigen heeft met de James Webb-ruimtetelescoop een superzwaar zwart gat ontdekt dat in slaap is gedommeld nadat het een flinke hoeveelheid kosmisch gas heeft opgeslurpt. Ze publiceerden hun vondst in het wetenschappelijk vakblad Nature.
‘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.
Superzwaar zwart gat
Het uitbuikende zwarte gat is ontdekt in het vroege heelal: het bestond slechts 800 miljoen jaar na de oerknal. De Webb-telescoop kan miljarden jaren terug in de tijd kijken, doordat hij licht opvangt dat miljarden lichtjaren heeft afgelegd door het heelal. Dit licht reist met de lichtsnelheid – 300.000 kilometer per seconde – en is dus miljarden jaren geleden uitgezonden.
Dit zwarte gat, dat in het centrum van een jong sterrenstelsel huist, is bovendien gigantisch. Het heeft 400 miljoen keer de massa van de zon. Daarmee is het een van de zwaarste zwarte gaten die de Webb-telescoop in het vroege heelal heeft ontdekt.
Uitbuiken
Het is niet het eerste superzware zwarte gat dat de telescoop spot in het vroege heelal. Dat stelt astronomen voor een raadsel. Het idee is namelijk dat zwarte gaten ontstaan als een zware ster aan het eind van zijn leven ineenstort. Maar in het vroege heelal is er nog niet genoeg tijd voorbijgegaan voor sterren om in te storten, en om vervolgens enorme hoeveelheden gas en ander materiaal op te slokken om uit te groeien tot deze zware zwarte reuzen.
Misschien ontstaan deze monsters dus op een andere manier. ‘Het is mogelijk dat ze ‘groot geboren’ worden’, zegt astrofysicus Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge in een persverklaring. ‘Maar een andere mogelijkheid is dat ze perioden van hyperactiviteit doormaken, gevolgd door lange perioden van rust.’
De zwarte gaten beginnen in dat tweede scenario dus wat kleiner en groeien in korte tijd supersnel door enorm veel gas op te slokken. Om daarvan bij te komen, nemen ze vervolgens lang de tijd om uit te buiken.
De ontdekkers van het nieuwe zwarte gat vinden dit vreten-en-slapen-scenario het meest waarschijnlijke. Ze denken dat dit de manier is waarop deze vroege, superzware zwarte gaten zijn ontstaan.
Topje van de ijsberg
Maar hoe test je dat? Als dit scenario klopt, dan zouden astronomen in het vroege heelal vooral superzware zwarte gaten moeten zien die aan het dutten zijn. Zo brengen ze namelijk de meeste tijd door. En zwarte gaten die in hun schransfase zitten zijn dan zeldzamer.
Het nadeel is dat duttende zwarte gaten lastig waar te nemen zijn. Zwarte gaten kun je namelijk niet direct waarnemen – ze zenden immers geen licht uit. Astronomen zien ze aan de hand van het licht dat wordt uitgezonden door de hete, kolkende, lichtgevende schijf van gas die eromheen draait. Deze zit vol met spul dat binnenkort in het gat zal verdwijnen. Vretende zwarte gaten zijn dus beter zichtbaar dan uitbuikende monsters.
Sterrenkundigen hebben daarom wel al superzware zwarte gaten in het vroege heelal gezien met een felle schijf. Die lijken inderdaad razendsnel te groeien door op een hoog tempo gas naar binnen te trekken.
Het nieuw ontdekte zwarte gat is een van de eerste die duidelijk laat zien dat de duttende fase ook bestaat. Dat dit gat wel is waargenomen, komt door zijn enorme massa. Het zwarte gat is goed voor 40 procent van de massa van het sterrenstelsel waarin het huist, schrijven de onderzoekers.
Mogelijk is deze waarneming het topje van de ijsberg. ‘Ik ben verbaasd dat we deze hebben gevonden, maar ik vind het spannend om te bedenken dat we er nog zoveel meer kunnen vinden’, zei Maiolino.
