Een onderzoeksteam onder leiding van Feige Wang van de Universiteit van Arizona heeft een quasar op 13,03 miljard lichtjaar afstand opgespoord – de verste tot nu toe.
Het object bestond al 670 miljoen jaar na de oerknal, toen het heelal nog maar vijf procent van zijn huidige leeftijd had. In het hart van de quasar, die formeel J0313-1806 heet, gaat een superzwaar zwart gat van 1,6 miljard zonsmassa’s schuil.
Een quasar is de extreem heldere kern van een ver sterrenstelsel. In deze kern bevindt zich een superzwaar zwart gat dat omgeven is door een schijf van gas.
Als gas vanuit de schijf naar het zwarte gat toe valt, komt er energie vrij in de vorm van elektromagnetische straling.
Tegelijkertijd kan er ook heet gas uit de schijf ontsnappen. J0313-1806 is niet alleen de verste – en daarmee ook de vroegste – quasar die we kennen, maar ook de eerste in zijn soort die tekenen van ontsnappend heet gas vertoont.
Bovendien vertoont het sterrenstelsel waar de quasar deel van uitmaakt een grote stervormingsactiviteit.
Quasar J0313-1806 staat slechts 20 miljoen lichtjaar verder weg dan de vorige recordhouder, maar zijn centrale zwarte gat heeft twee keer zoveel massa.
Astronomen worstelen al een tijdje met de vraag hoe zo kort na de oerknal al zulke kolossale zwarte gaten kunnen zijn ontstaan.
Oorspronkelijk was de gedachte dat het simpelweg ‘samenballingen’ zouden zijn van talrijke kleinere zwarte gaten die bij supernova-explosies zijn gevormd.
Maar dit scenario kost veel te veel tijd. En datzelfde geldt inmiddels ook voor varianten die uitgaan van uitzonderlijke zware sterren of van compacte sterrenhopen die tot een zwart gat samentrekken.
Volgens de ontdekkers van J0313-1806 moet het daarin aanwezige superzware zwarte gat dus op een heel andere manier zijn gevormd.
Ze gaan uit van een scenario waarbij grote hoeveelheden koud waterstofgas rechtstreeks zijn samengetrokken tot een fors zwart gat van ongeveer tienduizend zonsmassa’s, dat vervolgens gas en sterren uit zijn omgeving heeft aangetrokken.
Alleen op die manier kan het zwarte gat in J0313-1806 zo snel zijn grote massa hebben bereikt.
Uit de helderheid van de quasar leiden astronomen af dat het superzware zwarte gat jaarlijks nog steeds het equivalent van 25 zonnen aan materie opslokt.
In diezelfde tijd produceert het omringende sterrenstelsel ongeveer 200 zonsmassa’s aan nieuwe sterren.
Netto neemt het aantal sterren in het stelsel dus nog toe.
De resultaten van het nieuwe onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 237ste (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week plaatsvindt, en zijn geaccepteerd voor publicatie in de Astrophysical Journal Letters. (EE)
(Image Credit: Artist illustration: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva)
