211service.com
Een superzwaar zwart gat dat niet zou moeten bestaan
Robin Dienel (met dank aan de Carnegie Institution for Science)
Een team van astronomen, waaronder twee van het MIT, heeft het verste superzware zwarte gat ontdekt dat ooit is waargenomen. Het zwarte gat bevindt zich in het centrum van een ultraheldere quasar, waarvan het licht slechts 690 miljoen jaar na de oerknal werd uitgestraald. Dat licht heeft er ongeveer 13 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken - een tijdspanne die bijna gelijk is aan de leeftijd van het universum.
Het zwarte gat is ongeveer 800 miljoen keer zo massief als onze zon - een Goliath naar moderne maatstaven en een relatieve anomalie in het vroege heelal. Dit is het enige object dat we uit deze tijd hebben waargenomen, zegt professor natuurkunde Robert Simcoe van het Kavli Institute for Astrophysics and Space Research van het MIT. Het heeft een extreem hoge massa, en toch is het universum zo jong dat dit ding niet zou moeten bestaan. Het heelal was gewoon niet oud genoeg om zo'n groot zwart gat te maken. Het is erg raadselachtig.
Wat de intrige nog vergroot, is de omgeving waarin het zwarte gat is gevormd: de wetenschappers hebben afgeleid dat het vorm kreeg op het moment dat het universum een fundamentele verschuiving onderging, weg van een ondoorzichtige omgeving die wordt gedomineerd door neutrale waterstof, waarin de elektronen aan hun kern zijn gebonden . Naarmate er meer sterren en sterrenstelsels werden gevormd, genereerden ze uiteindelijk genoeg straling om waterstof in een geïoniseerde toestand te brengen, waarin de elektronen werden vrijgelaten, wat een plasma van niet-geassocieerde elektronen en protonen opleverde dat vandaag nog steeds bestaat.
Het zwarte gat werd geïdentificeerd en bestudeerd met behulp van gegevens die zijn verzameld met de Magellan-telescopen in Chili door FIRE (de Folded-port Infrared Echellette), een spectrometer gebouwd door Simcoe die objecten classificeert op basis van hun infraroodspectra. Op basis van deze gegevens is het team van mening dat het nieuw ontdekte zwarte gat bestond in een omgeving die ongeveer half neutraal en half geïoniseerd was.
Wat we hebben gevonden is dat het universum ongeveer 50/50 was - het is een moment waarop de eerste sterrenstelsels uit hun cocons van neutraal gas tevoorschijn kwamen en hun weg naar buiten begonnen te schijnen, zegt Simcoe, die co-auteur was van een Natuur papier over de ontdekking. Dit is de meest nauwkeurige meting van die tijd en een echte indicatie van wanneer de eerste sterren aangingen.
Hoe zo'n enorm zwart gat zo vroeg in de geschiedenis van het universum is ontstaan, blijft een mysterie. Men denkt dat zwarte gaten groeien door massa uit de omgeving te absorberen. Extreem grote zwarte gaten zoals deze zouden zich moeten vormen over perioden die veel langer zijn dan 690 miljoen jaar.
Als je begint met een zaadje als een grote ster, en het zo snel mogelijk laat groeien, en begint op het moment van de oerknal, zou je nooit iets kunnen maken met 800 miljoen zonsmassa's - dat is onrealistisch, zegt Simcoe. Er moet dus een andere manier zijn waarop het gevormd is. En hoe dat precies gebeurt, weet niemand.