Uitzonderlijk zware zwarte gaten ontdekt

Tien miljard maal de zon. Zoveel ‘wegen’ de superzware zwarte gaten die in de kernen van twee verre sterrenstelsels zijn ontdekt. Ze zijn anderhalf keer zwaarder dan het tot nu toe bekende zwaarste zwarte gat.

Zwarte gaten zijn objecten in de ruimte die zoveel zwaartekracht hebben dat niets eraan kan ontsnappen, ook licht niet. ‘Gewone’ zwarte gaten ontstaan als de kern van een zware ster geen energie meer kan produceren en vervolgens ineenstort. Dat levert dan een zwart gat op met een massa van hooguit enkele tientallen zonmassa’s.

De zwarte gaten die sinds 1984 in de kernen van sterrenstelsels zijn aangetroffen bevatten aanzienlijk meer massa. De ‘kleintjes’ wegen enkele honderdduizenden of miljoenen zonmassa’s, de grootste meer dan een miljard – vandaar dat ze ‘superzwaar’ worden genoemd. Er zijn duidelijke aanwijzingen dat vele, zo niet álle volgroeide sterrenstelsels een superzwaar zwart gat in hun kern hebben. Zo huist er in de kern van ons eigen sterrenstelsel (de Melkweg) een zwart gat van ongeveer vier miljoen zonmassa’s.

De superzware gaten die nu zijn ontdekt staan in het hart van de grote sterrenstelsels NGC 3.842 en NGC 4.889. Ze zijn opgemeten met de telescopen Gemini North en Keck 2 op Hawaï. Met de telescopen zijn de snelheden gemeten van sterren die dicht om het centrum van hun moederstelsel draaien. Daaruit kan rechtstreeks de massa van het centrale zwarte gat worden afgeleid.

De astronomen die de record-zware zwarte gaten hebben opgespoord schrijven in hun artikel dat aanstaande donderdag in Nature verschijnt dat zwarte gaten in de kern van de grootste sterrenstelsels anders groeien dan die in kleinere sterrenstelsels.

Hoe deze kolossale zwarte gaten ontstaan, is nog onduidelijk. Ze bestonden in elk geval al toen het heelal nog maar 700 miljoen jaar oud was. En ook is er een lineair verband ontdekt tussen de massa’s van de centrale zwarte gaten en de afmetingen en helderheden van de kernen van de stelsels waar zij deel van uitmaken. Dat wijst erop dat de zwarte gaten en de hen omringende kern elkaars groei beïnvloeden.

De afgelopen jaren zijn er echter uitzonderingen op het lineaire verband gevonden. Een paar jaar geleden ontdekten astronomen verre, jonge sterrenstelsels met een buitenproportioneel zwaar centraal zwart gat. Begin 2011 is zelfs een klein sterrenstelsel met een kleine kern ontdekt, waarin toch een zwart gat van een miljoen zonmassa’s schuilgaat.

En nu lijkt het lineaire verband ook niet op te gaan voor de gevonden superzware zwarte gaten. Ze zijn aanzienlijk zwaarder dan op grond van grootte en helderheid van de kern was verwacht.