Astronomen van de Universiteiten van Texas en Arizona (VS) hebben een snel groeiend zwart gat ontdekt in een van de meest extreme sterrenstelsels die in het zeer vroege heelal bekend zijn. De ontdekking van het stelsel en het zwarte gat in diens centrum levert nieuwe inzichten op over de vorming van de allereerste superzware zwarte gaten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).
Aan de hand van waarnemingen met de Atacama Large Millimeter Array (ALMA), een radiosterrenwacht in het noorden van Chili, heeft het team vastgesteld dat het sterrenstelsel COS-87259, dat dit nieuwe superzware zwarte gat bevat, extreem gedrag vertoont.
Het vormt nieuwe sterren in een duizend keer groter tempo dan ons eigen Melkwegstelsel en bevat meer dan een miljard zonsmassa’s aan interstellair stof.
Ten gevolge van deze hevige ‘starburst’ en het groeiende superzware zwarte gat in zijn centrum is COS-87259 een opvallend heldere verschijning.
Doordat het centrale zwarte gat is gehuld in kosmisch stof, wordt bijna al zijn licht uitgezonden in het middel-infraroodgebied van het elektromagnetische spectrum.
De onderzoekers hebben ook ontdekt dat het superzware zwarte gat (ook wel een actieve galactische kern genoemd) een sterke jet van materiaal genereert die zich met bijna de lichtsnelheid een weg baant door het moederstelsel. Tegenwoordig bevindt zich in het centrum van bijna elk sterrenstelsel een zwarte gat met een massa die miljoenen tot miljarden keren groter is dan die van onze zon.
Hoe deze superzware zwarte gaten zijn ontstaan, blijft een raadsel, vooral omdat verschillende van deze objecten op zulke grote afstanden zijn ontdekt, dat ze moeten zijn ontstaan toen het heelal nog heel jong was.
Doordat het licht van deze objecten er zo lang over doet om ons te bereiken, zien we ze zoals ze er in een ver verleden uitzagen – in dit geval 750 miljoen jaar na de oerknal, wat ongeveer overeenkomt met vijf procent van de huidige leeftijd van het heelal.
Bijzonder verbazingwekkend aan het nieuwe object is dat het is ontdekt in een relatief klein stukje hemel, minder dan tien keer de grootte van de vollemaan.
Dit suggereert dat er duizenden van dit soort stofrijke zwarte gaten te vinden zijn in het vroege heelal.
De enige andere klasse van superzware zwarte gaten die we kennen in het vroege heelal zijn quasars – actieve zwarte gaten waarvan het licht niet zo sterk wordt getemperd door kosmisch stof.
Op afstanden zoals die van COS-87259 zijn deze quasars echter uiterst zeldzaam: verspreid over de volledige hemel zijn er nog maar enkele tientallen ontdekt.
De verrassende ontdekking van COS-87259 en diens zwarte gat roept dan ook vragen op over de aantallen superzware zwarte gaten in het prille heelal en over de soorten sterrenstelsels waarin zij gewoonlijk ontstaan. (EE)
(Image Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)