Sterrenkunde De James Webb-ruimtetelescoop heeft de afgelopen jaren meer dan duizend piepkleine rode puntjes waargenomen. Ze verbergen zwarte gaten, blijkt uit nieuw onderzoek.
Een artist’s impression van een zwart gat in net centrum van een grote, rode bol heet gas.
‘Een opmerkelijke robijn’, zo luidt de titel van het artikel dat sterrenkundige Anna de Graaff (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg) en collega’s vorige week publiceerden in Astronomy & Astrophysics. Het onderwerp: een helder maar piepklein infrarood lichtpuntje, bijna niet te onderscheiden van ruis. Toch kan dit object, bijgenaamd The Cliff, ons begrip van het vroege heelal ingrijpend bijstellen. Voor het eerst is er overtuigend bewijs dat deze stippen zwarte gaten verbergen.
The Cliff maakt deel uit van een nieuwe klasse compacte kosmische objecten die astronomen ‘kleine rode stippen’ noemen, een term gemunt door de Nederlandse sterrenkundige Jorryt Matthee. Ze verschijnen op beelden van de James Webb-ruimtetelescoop (JWST), sinds deze vanaf 2023 binnenkomen. Inmiddels zijn er meer dan duizend gevonden, goed voor een paar procent van de onderzochte sterrenstelsels.
De bijnaam van het lichtpuntje verwijst naar een opvallend ‘ravijn’ in het spectrum: waar de lichtsterkte per kleur normaal geleidelijk verandert, maakt het spectrum van The Cliff een abrupte overgang – eerst bijna niets, en ernaast vele malen sterker. „Dat sterke verschil konden we niet verklaren met bestaande modellen”, zegt De Graaff.
Onderzoekers dachten eerder dat rode stippen óf extreem compacte sterrenstelsels waren, óf actieve kernen vol stof. Maar in het eerste geval zouden er onrealistisch veel sterren op een kluitje moeten zitten, en in het tweede geval zou een onhoudbare hoeveelheid gas en stof nodig zijn om de helderheid te verklaren.
De Graaff en collega’s stellen nu voor dat The Cliff geen sterrenstelsel is, maar een ‘zwartegatster’. „Het is eigenlijk geen ster, maar ziet er wel zo uit”, zegt De Graaff. Als een massief zwart gat in een rap tempo materie opslokt, kan zich daaromheen een dichte schil van waterstof vormen. Het gas wordt door zwaartekracht en wrijving zo heet dat het zelf gaat stralen. Die gloeiende ‘deken’ verhult het zwarte gat, maar maakt het object zichtbaar. „De helderheid wijst erop dat er een enorme massa binnenin zit.”
„Het is zeer gedegen werk,” zegt sterrenkundige Peter Jonker (Radboud Universiteit), die niet bij het onderzoek betrokken was. „De auteurs hebben alle bestaande verklaringen getest, en die lopen stuk. Hun scenario past verrassend goed.”
Het is een lang onbeantwoorde vraag hoe superzware zwarte gaten – miljarden keren zo zwaar als de zon, aanwezig in het centrum van bijna elk sterrenstelsel – in het vroege heelal zo snel konden groeien. „Objecten als The Cliff helpen ons de herkomst van zulke superzware zwarte gaten beter te begrijpen”, zegt Jonker.
Of The Cliff uniek is of exemplarisch moet nog blijken. De komende jaren zal De Graaff nog veel nieuwe data doorploegen. Ondertussen verschenen in twee jaar tijd bijna tweehonderd papers over de ‘kleine rode stippen’. Volgens De Graaff zijn ze dus meer dan ‘opmerkelijke robijnen’ of kosmische curiositeiten: „De hoeveelheid die we hebben gevonden, suggereert dat zwartegatsterren wellicht een normaal voorstadium vormen bij de groei van superzware zwarte gaten.”
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
Source: NRC