Ver verwijderd zwart gat is een kolossaal buitenbeentje

In het hart van bijna alle sterrenstelsels lijkt een zwart gat te schuilen. Maar het zwarte gat in het compacte sterrenstelsel NGC 1277 is uitzonderlijk zwaar.

Het sterrenstelsel NGC 1277 ligt in het Perseus cluster van sterrenstelsels. Het kleine sterrenstelsel ligt op deze plaat in het midden en is veel platter en compacter dan de ellipsvormige en ronde sterrenstelsels eromheen. David Hogg, Michael Blanton/ SDSS

In het hart van NGC 1277, een relatief klein sterrenstelsel in het sterrenbeeld Perseus, schuilt een zwart gat van ongekende omvang. Met een gemeten massa van 17 miljard zonsmassa’s – het equivalent van 17 miljard ‘zonnen’ dus – neemt het object maar liefst veertien procent van de totale massa van het stelsel voor zijn rekening.

De ontdekking van een zwaar zwart gat in de kern van een sterrenstelsel is allang geen verrassing meer. Astronomen zijn het er zo langzamerhand wel over eens dat bijna elk stelsel zo’n centraal zwart gat heeft, ook al is nog maar in een honderdtal gevallen de massa van dat object gemeten. Dat laatste gebeurt door te onderzoeken met welke snelheden sterren rond het centrum van het stelsel draaien.

De massabepalingen die tot nu toe zijn gedaan, leken op een verband te wijzen tussen de omvang van een sterrenstelsel en de massa van zijn centrale zwarte gat. Zwarte gaten zijn volgens dat verband vele duizenden keren lichter dan de stelsels waartoe zij behoren. Het kolossale zwarte gat in NGC 1277 spot met deze regel. En het is waarschijnlijk niet het enige buitenbeentje. Zijn ontdekkers, onder wie drie Nederlandse astronomen van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (Duitsland), hebben nóg vijf compacte sterrenstelsels opgespoord die een centraal zwart gat van deze omvang lijken te hebben.

„De vraag die ons onderzoek oproept, is of die relatie tussen de massa’s van een sterrenstelsel en zijn zwarte gat eigenlijk wel bestaat”, aldus Remco van den Bosch, hoofdauteur van het vandaag in Nature verschenen onderzoeksartikel.

Voor hun onderzoek hebben Van den Bosch en zijn collega’s het licht van honderden sterrenstelsels in de buurt van onze Melkweg geanalyseerd. Daarbij bleek dat de sterren van de zes compacte stelsels opvallend grote snelheidsverschillen vertonen. Zo’n grote snelheidsspreiding wijst erop dat zich in het centrum van zo’n stelsel een grote massa bevindt. Met behulp van reeds bestaande opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop kon de massa van één van die stelsels, NGC 1277 dus, nader worden gepreciseerd.

Hoe de superzware zwarte gaten zijn ontstaan, is nog onduidelijk. Het voor de hand liggende scenario is dat ze zijn voortgekomen uit ‘normale’ zwarte gaten – de ingestorte kernen van grote sterren – en in omvang zijn toegenomen door materie uit hun omgeving op te slokken.