Impressie van de kern van een quasar. Credit: ESO/M. Kornmesser
Van superzware zwarte gaten in onze buurt hebben sterrenkundigen de massa direct kunnen meten en wel aan de hand van de beweging van gas en sterren in de buurt van het zwarte gat, zoals is gebeurd met Sagittarius A* (≈4,3 miljoen zonsmassa) en M87* (≈6,5 miljard zonsmassa). Maar nu zijn ze er voor het eerst in geslaagd om datzelfde kunstje te flikken bij een superzwaar zwart gat in het vroege heelal, op een moment dat het heelal nog maar twee miljard jaar oud was. Dat deden ze met het GRAVITY+ instrument, een verbeterde versie van de eerdere GRAVITY, waarbij ze gebruik maken van de vier telescopen van ESO Very Large Telescope (VLT) in Chili – met behulp van de techniek der ‘Very-long-baseline interferometry (VLBI)’ werken die vier telescopen dan samen als één reusachtige telescoop met een diameter van maar liefst 130 meter. Daarmee kan men veertig keer scherper zien dan wat met de Webb ruimtelescoop mogelijk is!
© T. Shimizu; background image: NASA/WMAP; quasar illustration: ESO/M. Kornmesser; VLT array: ESO/G. Hüdepohl
Met het enorme oplossende vermogen van GRAVITY+ was men in staat om in SDSS J092034.17+065718.0, een quasar op 11 miljard lichtjaar afstand (roodverschuiving z∼2,3), de beweging vangaswolken in de kern te meten (zie de afbeelding hierboven, de grafiek rechtsonder daarin). Zo was men in staat om de massa van het centrale superzware zwarte gat te meten en die bleek 320 miljoen zonsmassa te zijn. De quasar zelf weegt zo’n 60 miljard zonsmassa en daarmee vergeleken bleek het superzware zwarte gat eigenlijk lichter te zijn dan was verwacht. Van superzware zwarte gaten en het hun omringende sterrenstelsel is de gedachte dat die elkaar min of meer in evenwicht houden en qua massa gelijke tred houden, maar dat is kennelijk niet het geval SDSS J0920, zoals de quasar kortweg wordt genoemd. Hier was het moederstelsel meer gegroeid dan het superzware zwarte gat en was er een soort van vertraging in de groei van het zwarte gat, mogelijk doordat er minder toevoer van materie naar het zwarte gat toe was. Het kan zijn dat er veel supernovae in de kern van SDSS J0920 plaatsvonden, die er voor zorgen dat gas uit het centrum wordt weggeblazen. Meestal zijn zwarte gaten wel opgewassen tegen deze ‘supernova feedback’ en zorgen ze voor de aanwezigheid van genoeg gasreservoirs in hun omgeving, maar het zwarte gat SDSS J0920 was de dupe van die verminderde voorraad gas. Verdere waarnemingen moeten duidelijk maken of dat alleen het geval was met dit zwarte gat of dat meer zwarte gaten in die periode daar last van hadden.
Meer hierover kan je lezen in het vakartikel van Abuter, Allouche, Amorim, et al. A dynamical measure of the black hole mass in a quasar 11 billion years ago, Nature, 29 January 2024.
Bron: Max Planck Instituut.
Speak Your Mind