Webb en Chandra hebben het verst verwijderde superzware zwarte gat ooit ontdekt

Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/Ákos Bogdán; Infrared: NASA/ESA/CSA/STScI; Image Processing: NASA/CXC/SAO/L. Frattare & K. Arcand

Door waarnemingen in het infrarood (met Webb) en in röntgenlicht (met Chandra) hebben sterrenkundigen het verst verwijderde superzware zwarte gat ontdekt dat ooit is waargenomen. Het zwarte gat licht in het centrum van het sterrenstelsel UHZ1, dat op 13,2 miljard lichtjaar afstand gelegen is (gemeten in tijdsduur, hoe lang het licht erover heeft gedaan ons te bereiken. UHZ1 ligt in de richting van Abell 2744, een cluster van sterrenstelsels op 3,5 miljard lichtjaar van de aarde. UHZ1 ligt direct áchter dat cluster gezien vanaf de aarde en het is dankzij de werking van de cluster als zwaartekrachtlens dat we UHZ1 met grote telescopen zoals Webb en Chandra kunnen zien. Met de röntgenruimtetelescoop Chandra was men in staat om röntgenstraling vanuit UHZ1 te meten, een sterrenstelsel dat al bestond toen het heelal nog maar 3% van z’n huidige leeftijd had. Dankzij de zwaartekrachtlens van Abell 2744 is het licht van UHZ1 niet alleen verbogen, maar ook vier keer versterkt.

Credit: NASA/STScI/Leah Hustak

De waarnemingen aan het superzware zwarte gat in UHZ1, dat zich dus verraadt door het gloeiendhete gas rondom dat röntgenstraling uitzendt, kunnen mogelijk lichtwerpen op de discussie die gaande is over de vorming van superzware zwarte gaten in het vroege heelal. Al jaren vraagt men zich namelijk af hoe het kan dat er al zo vroeg in het heelal zulke zware zwarte gaten konden voorkomen – sommige exemplaren konden toen al miljarden zonsmassa zwaar zijn. Er zijn twee theorieën voor die vroege vorming: ze kunnen ontstaan doordat enorme gaswolken in één keer instorten en dan in korte tijd zwarte gaten van enkele tienduizenden tot honderdduizenden zonsmassa vormen (zie de illustratie hierboven). Of ze ontstaan als de eerste generatie van sterren (de Populatie III sterren) exploderen en hun kern implodeert tot zwarte gaten van enkele tien tot honderd zonsmassa zwaar.

De massa van het zwarte gat is waarschijnlijk tussen 10 en 100 miljoen zonsmassa zwaar en op basis van de eigenschappen denken de sterrenkundigen dat het zwarte gat ontstaan is door de directe ineenstorting van een grote gaswolk – waar we het eerder ook al over hadden.
Alles over de waarnemingen aan UHZ1 en de mogelijkheden van het onstaan van het zwarte gat aldaar zijn terug te lezen in deze vakartikelen:

Bogdán, Á. et al; 2023, Nature Astronomy, accepted: arXiv:2305:15458;
Goulding, A. et al; 2023, ApJL, 955, L24, arXiv:2308.02750;
Natarajan, P. et al; 2023, ApJ, submitted: arXiv:2308:02654

Bron: Chandra.

Gerelateerde Astroblogs:

NASA’s Chandra heeft een onderpresterend superzwaar zwart gat ontdekt Sterrenkundigen ontdekken het oudste zwart gat ooit waargenomen – hij staat in GN-z11 Extreem rood superzwaar zwart gat ontdekt dat groeit ‘in de schaduw’ in het vroege heelal