83 supermassieve zwarte gaten ontdekt in het piepjonge heelal

De zwarte gaten hebben zich rap na de oerknal gevormd.

Astronomen hebben met behulp van de Hyper Suprime-Cam van de Subaru-telescoop 83 supermassieve zwarte gaten gevonden. Een bijzondere ontdekking. Zeker als je je bedenkt dat deze zich in het piepjonge universum bevinden: het licht dat we nu opvangen is ongeveer 800 miljoen jaar na de oerknal uitgezonden. “Het is opmerkelijk dat zulke massieve objecten zich zo snel na de oerknal konden vormen,” zegt onderzoeker Michael Strauss.

Supermassieve zwarte gaten

Supermassieve zwarte gaten bevinden zich in het centrum van sterrenstelsels. Ze kunnen wel miljoenen en zelfs miljarden keren zwaarder zijn dan onze zon. Hoewel ze tegenwoordig veel voorkomen, is het onduidelijk wanneer ze precies voor het eerst zijn gevormd en hoeveel er in het jonge heelal bestonden.

Oerknal
De zwarte gaten bevinden zich op ongeveer 13 miljard lichtjaar van de aarde. Dit betekent dat we de zwarte gaten zien zoals ze er 13 miljard jaar geleden – dus zeer kort na de oerknal, die ongeveer 13,8 miljard jaar geleden zou hebben plaatsgevonden – uitzagen. Daarnaast vergroot de bevinding het aantal bekende zwarte gaten in het piepjonge heelal aanzienlijk en onthult voor de eerste keer hoe vaak ze al in de geschiedenis van het universum voorkomen. Zo stellen de onderzoekers dat als je het universum zou samenpersen tot denkbeeldige kubussen die elk een miljard lichtjaar zijn, elke kubus een supermassief zwart gat zou bevatten.

Op deze foto – gemaakt door de Hyper-Suprime Camera van de Subaru-telescoop – is het licht te zien afkomstig van een van de meest ver gelegen quasars, aangedreven door een supermassief zwart gat dat 13 miljard lichtjaar van de aarde af staat. Afbeelding: National Astronomical Observatory of Japan

Quasar
De zwarte gaten bevinden zich in het hart van quasars; een extreem helder centrum van actieve sterrenstelsels. De gloed die dit centrum genereert ontstaat door de aanwezigheid van een supermassief zwart gat dat omringd wordt door een uit gas en stof opgebouwde accretieschijf. Gas dat vanuit de accretieschijf richting het zwarte gat valt, geeft enorme hoeveelheden energie af in de vorm van licht en straling. Hierdoor wordt een zwart gat zichtbaar. Eerdere studies konden alleen de meest zeldzame en helderste quasars waarnemen en dus alleen de meest massieve zwarte gaten detecteren. Maar nu kunnen onderzoekers dankzij nieuwe technieken ook zwakkere quasars waarnemen. Hierdoor krijgen we nu ook toegang tot zwarte gaten met massa’s die vergelijkbaar zijn met zwarte gaten uit het huidige universum.

Reïonisatie
De ontdekking van de 83 supermassieve zware gaten veegt ook gelijk een theorie die het proces van reïonisatie uitlegt van tafel. Toen het heelal nog piepjong was, bestond er alleen neutraal waterstofgas. Maar het proces van reïonisatie bracht daar verandering in. Een paar honderd miljoen jaar na de oerknal werden de eerste sterren, melkwegstelsels en supermassieve zwarte gaten geboren. Astronomen snappen tot op heden nog steeds niet helemaal waar de ongelofelijke hoeveelheid energie die hiervoor nodig is, vandaan kwam. Eén van de theorieën is dat er in het vroege universum wellicht veel meer quasars bestonden dan eerder waargenomen. En de straling van deze quasars zou het proces van reïonisatie in werking hebben gezet. Maar de nieuwe studie stelt dus van niet. “Het aantal quasars dat we hebben waargenomen laat zien dat deze theorie niet opgaat,” zegt onderzoeker Robert Lupton. “Het aantal waargenomen quasars is aanzienlijk kleiner dan nodig is om reïonisatie uit te leggen.” Daarvoor in de plaats stellen de onderzoekers dat de reïonisatie werd veroorzaakt door een andere energiebron, waarschijnlijk een tal van sterrenstelsels dat zich begon te vormen in het jonge universum.

De onderzoekers kijken er naar uit om nog meer zwarte gaten te vinden. Met behulp van de Hyper Suprime-Cam is die kans ook best aanwezig. De onderzoekers hopen uiteindelijk het allereerste supermassieve zwarte gat dat in het universum verscheen, aan te wijzen.

Ga naar Scientias

Geef een reactie