Superzware zwarte gaten kunnen de bron zijn van de geheimzinnige donkere energie en de versnellende uitdijing van het heelal, zo blijkt uit waarnemingen van oude, ‘slapende’ sterrenstelsels met zwarte gaten in hun centrum (The Astrophysical Journal & The Astrophysical Journal Letters).
De wetten van de natuurkunde suggereren dat de zwaartekracht ervoor zou moeten zorgen dat ons heelal samentrekt.
Maar een mysterieuze kracht, die astronomen ‘donkere energie’ noemen, lijkt dit tegen te werken en er juist voor te zorgen dat de kosmos in steeds rapper tempo uitdijt.
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van astronomen van de Universiteit van Hawaï te Mānoa denkt nu voor het eerst observationeel bewijs te hebben gevonden dat een verband legt tussen donkere energie en zwarte gaten.
Daarbij hebben ze specifiek gekeken naar populaties van zogeheten elliptische sterrenstelsels op uiteenlopende afstanden. Elliptische sterrenstelsels zijn enorm groot en hebben zich al vroeg gevormd.
Astronomen denken dat ze het resultaat zijn van botsingen tussen kleinere sterrenstelsels.
Door alleen naar elliptische sterrenstelsels te kijken die geen tekenen van recente activiteit vertonen, denkt het team erop te kunnen vertrouwen dat eventuele veranderingen in de massa’s van de zwarte gaten in deze sterrenstelsels niet door bekende processen, zoals het opslokken van stellaire materie (accretie) of onderlinge fusies, zijn veroorzaakt.
Vanuit deze gedachte hebben de astronomen onderzocht hoe de massa’s van de zwarte gaten in de kernen van de sterrenstelsels de afgelopen negen miljard jaar zijn veranderd.
Als de massagroei van de zwarte gaten volledig voor rekening zou komen van accretie en/of fusies, zouden hun massa’s naar verwachting niet erg zijn toegenomen.
Maar de astronomen hebben ontdekt dat hoe verder zij terugkeken in de tijd, hoe kleiner de massa’s van de zwarte gaten waren ten opzichte van de huidige waarden.
De verschillen zijn groot: de zwarte gaten in de kernen van de huidige sterrenstelsels bevatten zeven tot twintig keer zoveel massa als die van negen miljard jaar geleden.
Volgens de onderzoekers kan dit erop wijzen dat de groei van de zwarte gaten op de een of andere manier gekoppeld is aan de versnellende uitdijing van het heelal – de donkere energie dus.
Ze onderbouwen dit vermoeden met modelberekeningen die gebaseerd zijn op een interpretatie van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, die zegt dat zwarte gaten zogeheten vacuümenergie bevatten.
En uit hun berekeningen blijkt dat de gezamenlijke vacuümenergie van alle zwarte gaten die vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn ontstaan in overeenstemming is met de gemeten hoeveelheid donkere energie in ons heelal.
Dat klinkt bijna te mooi om waar te zijn, en collega-wetenschappers wijzen er dan ook op dat de theoretische onderbouwing van het nieuwe onderzoek niet erg stevig is. Ook is nog veel onbekend over het groeiproces van elliptische sterrenstelsels en de daarin aanwezige zwarte gaten. Kortom: wordt vervolgd! (EE)
(Image Credit: University of Hawaii at Mānoa)
