Sterrenkundigen ontdekken het oudste zwart gat ooit waargenomen – hij staat in GN-z11

Dat is ‘m, het sterrenstelsel GN-z11. Credit: NASA, ESA, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz)

Sterrenkundigen hebben het oudste zwart gat ontdekt dat ooit is waargenomen. Een internationaal team onder leiding van Roberto Maiolino (Universiteit van Cambridge) heeft ‘m ontdekt met de Webb ruimtetelescoop. Hij bevindt zich in het centrum van GN-z11, een stelsel dat al 400 miljoen jaar na de oerknal bestond, meer dan 13 miljard jaar geleden. GN-z11 is een bekend sterrenstelsel, want het werd in 2016 ontdekt met de Hubble ruimtetelescoop en het was enkele jaren de recordhouder van verst verwijderd sterrenstelsel, tot het werd onttroond door enkele sterrenstelsels die nóg verder weg liggen en die ontdekt waren met Webb. Het zwarte gat in GN-z11 is een superzwaar zwart gat, met een massa van ruim zes miljoen zonsmassa. Dat zwarte gaten zo vroeg in het heelal zo zwaar kunnen zijn verbaast de sterrenkundigen wel. Mogelijk zijn ze bij hun vorming al gelijk héél groot (ontstaan uit de ineenstorting van een gigantische gaswolk) of kunnen ze veel meer omringende materie oppeuzelen dan gedacht, tot mogelijk wel vijf keer zo veel. Mogelijk kunnen ze de zogeheten Eddingtonlichtkracht of -limiet vele malen kunnen overschrijden. Die limiet is vernoemd naar de Britse sterrenkundige Arthur Stanley Eddington en het geeft de maximale lichtkracht die een gas in hydrostatisch evenwicht kan hebben. Wanneer een object een lichtkracht heeft die groter is dan deze waarde, krijgt stralingsdruk de overhand over de gasdruk en wordt de ster (of welk object het ook is) uit elkaar geblazen.

De massa van zwarte gaten als een functie van de roodverschuiving en leeftijd van het heelal (logaritmisch). Credit: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2305.12492

De gangbare theorie van zwarte gaten zegt dat ze ontstaan door de dood van zware sterren en dat dan vervolgens door botsingen met andere zwarte gaten en door het eten van materie uit de omgeving ze snel groeien. Maar om de omvang van het zwarte gat in GN-z11 te krijgen is pakweg een miljard jaar nodig en dat is veel langer dan de 400 miljoen jaar na de oerknal toen het stelsel al bestond. Sterrenstelsels in het vroege heelal bevatten veel meer gas dan hedendaagse sterrenstelsels en dat maakte ze mogelijk tot een feestmaaltijd voor zwarte gaten. GN-z11 is ongeveer honderd keer kleiner dan het Melkwegstelsel. In de mate waarin het centrale zwart gat materie uit z’n omgeving opeet lijkt het erop dat het bezig is dat stelsel ’te doden’, want zonder gas is het stelsel verloren omdat er dan geen nieuwe sterren kunnen ontstaan. En met z’n sterke ultrasnelle wind zou het zwarte gat ook al het gas in z’n omgeving weg kunnen blazen en zo zichzelf ten dode opschrijven.

Meer informatie over hetoudste bekende zwart gat in het heelal vind je in het vakartikel van Roberto Maiolino et al, A small and vigorous black hole in the early Universe, Nature (2024).

Bron: Phys.org.

Gerelateerde Astroblogs:

Webb en Chandra hebben het verst verwijderde superzware zwarte gat ooit ontdekt Extreem rood superzwaar zwart gat ontdekt dat groeit ‘in de schaduw’ in het vroege heelal Sterrenstelsel waargenomen door Hubble dat ‘verboden licht’ uitzendt