Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop hebben astronomen ontdekt dat de superzware zwarte gaten in de centra van vroege sterrenstelsels veel zwaarder zijn dan verwacht. In nabije, volgroeide sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel, is de totale massa aan sterren veel groter – ongeveer een factor 1000 – dan de massa van het grote zwarte gat in het centrum van het stelsel. In de recent ontdekte verre sterrenstelsels is die verhouding veel kleiner: in sommige gevallen is de massa van het zwarte gat zelfs gelijk aan de totale stellaire massa. Voor het nieuwe onderzoek voerde een team van astronomen onder leiding van Fabio Pacucci van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) een statistische analyse uit van een selectie van 21 sterrenstelsels, op afstanden van ongeveer 12 tot 13 miljard lichtjaar, die met Webb zijn waargenomen. Deze 21 sterrenstelsels hebben een centraal zwart gat met een massa die naar schatting tientallen of honderden miljoenen keren zo groot is als die van onze zon – nog steeds superzwaar, maar relatief licht in vergelijking met de zwarte gaten van miljarden zonsmassa’s die de meeste quasars aandrijven. Een nauwkeurige schatting van de massaverhouding zou meer inzicht kunnen geven in hoe de voorlopers van de zwarte gaten – hun ‘oerkiemen’ – zijn ontstaan. Lichte oerkiemen hadden relatief weinig massa: ongeveer 100 tot 1000 keer de massa van onze zon. Het zouden overblijfselen zijn van de allereerste kolossale sterren in het heelal. Zware oerkiemen zouden zijn begonnen met 10.000 tot 100.000 zonsmassa’s. Deze kunnen zijn ontstaan uit enorme gaswolken die onder invloed van hun eigen zwaartekracht zijn ineengestort. De steeds zwaardere superzware zwarte gaten die het team de afgelopen twintig jaar op steeds grotere afstanden hebben ontdekt, doen vermoeden dat het scenario met de zware oerkiemen het meest waarschijnlijke is. Berekeningen en computersimulaties van dit scenario voorspellen namelijk dat zwarte gaten ruwweg net zoveel of zelfs meer massa moeten hebben dan de stellaire component van de jonge sterrenstelsels waar ze deel van uitmaken. Hoe deze sterrenstelsels vervolgens vorm kregen en zich rond de oerkiemen van deze zwarte gaten ontwikkelden blijft echter onduidelijk. (EE)
(Image Credit: CfA/Melissa Weiss)
