Kolossaal zwart gat op recordafstand ontdekt

Het zwarte gat bevindt zich in een vroeg groeistadium dat nog nooit eerder is waargenomen, en heeft ongeveer evenveel massa als het sterrenstelsel waar het deel van uitmaakt (Nature Astronomy, 6 november).

Het zwarte gat werd ontdekt in een sterrenstelsel met de aanduiding UHZ1 in de richting van de cluster van sterrenstelsels Abell 2744, die zich op 3,5 miljard lichtjaar van de aarde bevindt. Uit gegevens van de Webb-ruimtetelescoop is nu echter gebleken dat het sterrenstelsel veel verder weg staat dan de cluster. Het bevindt zich op 13,2 miljard lichtjaar van de aarde, en bestond al toen het heelal nog maar drie procent van zijn huidige leeftijd had.

Twee weken van waarnemingen met Chandra hebben het bestaan aan het licht gebracht van zeer heet, röntgenstraling uitzendend gas in dit sterrenstelsel – een kenmerk dat typerend is voor een superzwaar zwart gat dat nog bezig is om te groeien. Het licht van het sterrenstelsel en de röntgenstraling van het gas rond het superzware zwarte gat worden met ongeveer een factor vier ‘versterkt’ door de tussenliggende materie in Abell 2744 (een gevolg van het zogeheten zwaartekrachtlenseffect), waardoor Webb en Chandra het verre, zwakke object konden detecteren.

Deze ontdekking is belangrijk om te begrijpen hoe sommige superzware zwarte gaten kort na de oerknal kolossale massa’s hebben kunnen bereiken. Zijn ze rechtstreeks ontstaan uit kolossale samentrekkende wolken van gas, waardoor zich direct al zwarte gaten konden vormen met tienduizend tot honderdduizend keer zoveel massa als de zon? Of kwamen ze voort uit de explosies van de eerste sterren, waarbij zich zwarte gaten van slechts tien tot honderd zonsmassa’s vormden?

Het team heeft sterke aanwijzingen gevonden dat het nu ontdekte zwarte gat al bij zijn ‘geboorte’ enorm veel massa had. Op basis van de intensiteit en energie van de röntgenstraling die hij uitzendt, wordt zijn massa geschat op tien tot honderd miljoen zonsmassa’s. Dat komt ruwweg overeen met de totale massa van alle sterren in het omringende sterrenstelsel bij elkaar, en staat in schril contrast met de massa’s van de zwarte gaten in de centra van nabije sterrenstelsels, die een factor 10 ‘lichter’ zijn.