Sterrenkundigen hebben met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop een opmerkelijke ontdekking gedaan: een gigantisch zwart gat in het vroege heelal dat lijkt te ‘rusten’ na een periode van extreme groei.
Om te begrijpen hoe bijzonder deze waarneming is, moeten we eerst kijken naar de schaal. Het zwarte gat bevindt zich in een sterrenstelsel dat we zien zoals het er 800 miljoen jaar na de oerknal uitzag, een tijd waarin het heelal nog in zijn kinderschoenen stond. Met een massa van 400 miljoen keer die van onze zon is dit zwarte gat buitengewoon groot voor zijn leeftijd. Wat dit zwarte gat nog bijzonderder maakt, is dat het bijna de helft van de totale massa van zijn sterrenstelsel uitmaakt. Dit is hoogst ongebruikelijk: in ‘normale’ sterrenstelsels maken zwarte gaten slechts een fractie van een procent uit van de totale massa.
Slapende reus
Het meest fascinerende aspect is echter dat dit kosmische gevaarte momenteel in een soort rusttoestand verkeert (of beter gezegd, verkeerde, aangezien het licht dat ons bereikt al bijna 13 miljard jaar oud is). Door zorgvuldige analyse van het uitgezonden licht ontdekten de onderzoekers dat het zwarte gat in de periode die wij kunnen waarnemen nauwelijks nieuw materiaal opslokt. Dit staat in schril contrast met wat theorieën voorspellen over zulke jonge, zware zwarte gaten. Deze zouden net zeer actief moeten zijn.
Om deze ogenschijnlijke tegenstrijdigheid te verklaren, ontwikkelden wetenschappers een nieuw model van hoe zwarte gaten groeien. In plaats van een gestage groei, suggereren hun berekeningen een patroon van extreme uitbarstingen. “Het is mogelijk dat zwarte gaten ‘groot geboren’ worden, wat zou kunnen verklaren waarom Webb enorme zwarte gaten heeft gezien in het vroege heelal. Maar een andere mogelijkheid is dat ze periodes van hyperactiviteit doormaken, gevolgd door lange periodes van rust”, zegt Roberto Maiolino, co-auteur van de studie die gepubliceerd werd in vakblad Nature. Je kan deze periodes vergelijken met een python die na een grote maaltijd dagenlang verteert
Enkel zichtbaar door grote zwaartekracht
Het waarnemen van deze slapende reus was alleen mogelijk dankzij zijn enorme omvang. Zwarte gaten zijn normaal gesproken alleen ‘zichtbaar’ door de intense straling die vrijkomt wanneer ze materiaal opslokken. Een rustend zwart gat produceert veel minder straling, wat detectie bemoeilijkt. Alleen door de gevoeligheid van de James Webb-telescoop en de schaal van dit object was waarneming mogelijk.
Dit zwarte gat is waarschijnlijk geen uitzondering. De ontdekking suggereert dat er veel meer van zulke slapende zwarte gaten zouden kunnen zijn in het vroege heelal. Als het waargenomen groeipatroon klopt, brengen deze objecten het overgrote deel van hun tijd door in een rusttoestand. Dit verklaart waarom we ze tot nu toe zelden hebben waargenomen, ondanks hun enorme omvang.
bestaande theorieën op losse schroeven?
De implicaties van deze vondst reiken verder dan dit ene zwarte gat. Het patroon van extreme groeispurts gevolgd door rust dwingt wetenschappers om bestaande modellen van zwarte-gatenvorming en -evolutie te herzien. Dit betekent misschien ook dat we onze aannames over de eerste miljarden jaren na de oerknal mogelijk moeten bijstellen. Hoe hebben zulke enorme objecten zich zo snel gevormd in een jong universum? En wat betekent dit voor de structuur en evolutie van sterrenstelsels in het vroege heelal? Hoewel de antwoorden op die vragen nog niet bekend zijn, toont de ontdekking eens te meer aan dat het universum nog veel verrassingen voor ons in petto heeft.
