James Webb-telescoop: er is een zwaartekrachtmonster ontdekt in een jong sterrenstelsel

Vanaf: 12:33 uur| Leestijd: 3 minuten

B400 miljoen jaar na de oerknal, 13,8 miljard jaar geleden, bevond zich een zwart gat in een jong sterrenstelsel met een massa van 1,6 miljoen maal de massa van onze zon. Dit blijkt uit observaties uitgevoerd door een internationaal onderzoeksteam met behulp van de James Webb Space Telescope. Hoe zulke grote zwarte gaten in zo’n korte tijd ontstaan, blijft een mysterie, aldus wetenschappers onder leiding van Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge in Engeland, in het tijdschrift ‘natuur“.

Zwarte gaten ontstaan ​​wanneer sterren die vele malen groter zijn dan de massa van onze zon, hun kernenergiereserves opgebruiken. Bij een supernova-explosie blazen sterren hun gasachtige atmosfeer de ruimte in, terwijl hun binnenste onverbiddelijk instort. Uiteindelijk wordt de zwaartekracht van dergelijke stellaire overblijfselen zo sterk dat zelfs licht niet meer kan ontsnappen, vandaar de naam zwart gat.

Zwarte gaten kunnen in de loop van de tijd aan massa winnen door materie uit hun omgeving te absorberen en door te botsen en samen te smelten met de lichamen van andere sterren. Maar om superzwaar te worden, zoals het object dat nu in het verre sterrenstelsel GN-z11 is ontdekt, zou een dergelijk zwart gat, gevormd uit een ster, volgens theoretische schattingen ongeveer een miljard jaar nodig hebben.

Lees ook

Maar het licht van het sterrenstelsel dat onderzoekers met de ruimtetelescoop ontvingen deed er 13,4 miljard jaar over om de aarde te bereiken. Astronomen zien het sterrenstelsel en zijn zwarte gat dus in een tijd dat het universum nog maar 400 miljoen jaar oud was. “Het is nog te vroeg om zo’n superzwaar zwart gat te zien”, zegt Maiolino. “We moeten dus zoeken naar andere manieren waarop zulke zwarte gaten kunnen ontstaan ​​en evolueren.”

Het sterrenstelsel GN-z11 trok de aandacht van astronomen omdat het zo ongewoon schijnt. Zoals metingen met de James Webb Space Telescope laten zien, komt veel van dit licht niet van sterren, maar van een zwart gat in hun centrum. Meer specifiek: van gas dat zich heeft opgehoopt in een extreem hete schijf die in een snelle baan om het zwarte gat draait. Gas valt uiteindelijk vanuit deze accretieschijf in het zwarte gat. Het team bepaalde de verrassend grote massa op basis van straling uit de omgeving.

Maiolino en zijn collega's zien twee mogelijkheden voor de vorming ervan: óf de planeet is ontstaan ​​door een voorheen onbekend proces met een massa die veel groter is dan de ineenstorting van een ster. Of dat het in de loop van zijn evolutie op zijn minst tijdelijk een veel grotere hoeveelheid gas heeft kunnen absorberen dan theoretische modellen voorspellen. “Zeer kleine sterrenstelsels zoals GN-z11 zijn rijk aan gas en leveren dus veel voedsel voor zwarte gaten”, bevestigt Maiolino.

Lees ook

Om de vorming van superzware zwarte gaten te volgen, moeten astronomen hun instrumenten gebruiken om verder door te dringen in de begindagen van het universum – en daar, om zo te zeggen, de ‘zaden’ van deze zwaartekrachtmonsters ontdekken. Maiolino en zijn collega's zien hiervoor goede kansen: de gevoeligheid van de James Webb Ruimtetelescoop voor zwakke straling van verre sterrenstelsels is groot genoeg om de komende jaren zelfs in vroege tijden van de kosmische evolutie meer zwarte gaten te detecteren.

“Aha!” “Ten Minutes of Everyday Knowledge” is de eigen kennispodcast van WELT. Elke dinsdag, woensdag en donderdag beantwoorden we alledaagse vragen uit de wetenschap. Abonneer je op de podcast op onder meer Spotify, Apple Podcast, Deezer, Amazon-muziek Of rechtstreeks via de RSS-service.