Astronomen ontdekken het zwaarste zwarte gat dat ooit is gezien

Het zwarte gat bevindt zich in een van de zwaarste sterrenstelsels die ooit zijn waargenomen: het Kosmische Hoefijzer. Dit stelsel is dermate groot dat het de ruimtetijd vervormt en het licht van een verder weg staand sterrenstelsel ombuigt tot een reusachtige, hoefijzervormige Einstein-ring. Zijn massa bedraagt 36 miljard zonsmassa’s.

Astronomen hebben het zwarte gat in het Kosmische Hoefijzer ontdekt door middel van een combinatie van het zwaartekrachtlenseffect en stellaire kinematica (de studie van de beweging van sterren binnen sterrenstelsels en de snelheid en manier waarop ze om zwarte gaten draaien). Dit laatste wordt gezien als de ‘gouden standaard’ voor het meten van de massa’s van zwarte gaten, maar op heel grote afstanden werkt deze methode niet goed, omdat sterrenstelsels dan te klein lijken om de plek waar zich een superzwaar zwart gat bevindt te kunnen onderscheiden.

Samensmelting

‘Dankzij het zwaartekrachtlenseffect kon het team veel dieper het heelal in kijken dan normaal gesproken mogelijk is,’ zegt astronoom Thomas Collett van de Universiteit van Portsmouth (VK). ‘We hebben het effect van het zwarte gat op twee manieren waargenomen: het verandert de baan die licht aflegt wanneer het langs het zwarte gat scheert en het zorgt ervoor dat de sterren in de binnenste regionen van het moedersterrenstelsel extreem snel bewegen: met snelheden van bijna vierhonderd kilometer per seconde. ‘Door deze twee metingen te combineren, kunnen we er zeker van zijn dat het zwarte gat echt bestaat.’

Het zwarte gat in het Kosmische Hoefijzer bevindt zich op grote afstand van de aarde: ongeveer vijf miljard lichtjaar. Een interessant kenmerk van dit systeem is dat het moederstelsel een zogeheten fossiele groep is. Fossiele groepen zijn het eindstadium van de allerzwaarste, door de zwaartekracht bijeengehouden structuren in het heelal. Ze ontstaan wanneer ze zijn ineengestort tot één enkel extreem zwaar sterrenstelsel zonder heldere begeleiders.

‘Het is aannemelijk dat alle superzware zwarte gaten die oorspronkelijk in de begeleidende sterrenstelsels aanwezig waren, inmiddels zijn samengesmolten tot het ultrazware zwarte gat dat we nu hebben gedetecteerd’, zegt Collett. ‘We zijn dus getuige van de eindfase van de vorming van sterrenstelsels en de eindfase van de vorming van zwarte gaten.’