17 juli 2024

Meer duidelijkheid over hoe superzware zwarte gaten zo superzwaar zijn geworden

Credit: ESA/XMM-Newton/Penn State/F. Zou et al.; Illustration: N.Trehnl (Penn State)

Bijna alle sterrenstelsels herbergen in hun centrum een superzwaar zwart gat, variërend in massa van enkele miljoenen zonsmassa (zoals ‘ons’ superzware zwarte gat Sgr A*) tot vele miljarden zonsmassa (zoals M87* alias Powehi in het centrum van M87). De vraag die vele sterrenkundigen al een tijdje bezig houdt is hoe die zwarte gaten zo zwaar zijn geworden en sinds de waarnemingen met Webb ook hóe ze zo vroeg in het heelal al zo superzwaar konden worden. Door waarnemingen gedaan met NASA’s Chandra, ESA’s XMM-Newton én de eROSITA röntgen-ruimtetelescopen te combineren met simulaties op supersnelle computers zijn sterrenkundigen van Penn State University (VS) meer te weten gekomen over de ontstaansgeschiedenis van superzware zwarte gaten. Met het drietal telescopen namen ze maar liefst 8.000 snel groeiende superzware zwarte gaten waar in een verzameling van 1,3 miljoen sterrenstelsels. Die combinatrie van waarnemingen en simulaties leverde meer inzicht op in de groei van zwarte gaten in de loop van twaalf miljard jaar, van 1,8 miljard jaar na de oerknal tot nu, 13,8 miljard jaar na de oerknal.

Foto van röntgenbronnen uit de Chandra Deep Field-South. Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Rome/E.Pezzulli et al.

Voor de groei zijn er ruwweg twee modellen. Bij de ene groeien zwarte gaten door de ‘accretie’ van materie, dat wil zeggen dat er vanuit de omgeving materie in de vorm van koud gas naar het zwarte gat toevalt. Het andere model veronderstelt dat zwarte gaten groeien door ‘mergers’, door botsingen van zwarte gaten en de hun omringende sterrenstelsels. Uit de studie komt naar voren dat de meeste groei op het conto komt van de accretie door materie, de botsingen komen op de tweede plaats. Wel zijn er in de afgelopen vijf miljard jaar meer botsingen gebeurd dan in de volorgaande periode. Zwarte gaten groeiden vooral in de vroege periode van het heelal en daardoor bereikte hun aantal zo’n zeven miljard jaar geleden een hoogtepunt.

Meer over het onderzoek aan de groei van superzware zwarte gaten is te lezen in het vakartikel van Zou, F. et al. 2024, ApJ, 964, 183; arXiv:2404.00097 Bron: NASA/Chandra.

Share

Speak Your Mind

*