Enorm zwart gat stelt wetenschap voor raadsel en werpt tegelijk nieuw licht op de eerste dagen van het universum

Bron © Quartz - Nasa

Foto: Nasa

Het heeft 800 miljoen keer de massa van onze zon, is minstens 13 miljard jaar oud en is het verst gelegen zwarte gat ooit ontdekt. Het enorme zwart gat, dat relatief snel na de oerknal ontstaan is, verbaast de wetenschap. Het werd niet voor mogelijk gehouden dat een zwart gat zo snel zou kunnen groeien binnen enkele miljoenen jaren na de oerknal, maar ook hoe het eruitziet geeft wetenschappers heel nieuwe informatie.

Even een kleine tijdlijn schetsen: 13.7 miljard jaar geleden vond de oerknal plaats en ontstond ons universum. Niet helemaal op de manier zoals we het nu kennen, in de leegte na de knal dreven er vooral veel gassen rond en subatomische deeltjes. Van sterren of planeten was er nog geen sprake, van zwarte gaten ook niet. Het universum was een verdomd saaie plek.

Toen de temperatuur in dat lege universum begon te dalen, klitten die subatomische deeltjes alsmaar meer samen tot waterstof en helium. Dat eerste waterstof was echter niet het waterstof zoals wij dat kennen. Het was namelijk nog neutraal geladen omdat het al zijn electronen nog had. Onthoud dit, het is later nog belangrijk.

13 miljard jaar geleden ontstond het zwarte gat waar wetenschappers nu de mond van vol hebben. Niet omdat de quasar die gevormd wordt door de lichtgevende schijf van gassen rond het zwarte gat en het zwarte gat zelf zo bijzonder is, wel omdat het licht dat die quasar uitstraalt, tamelijk letterlijk een nieuw licht werpt op het vroege universum.

Enorm zwart gat stelt wetenschap voor raadsel en werpt tegelijk nieuw licht op de eerste dagen van het universum
Melkwegstelsel NGC 1068 met in zijn kern een actieve quasar. Bijna niets in het universum straalt zoveel licht uit als een quasar. Foto: Nasa

Het licht dat de wetenschappers konden waarnemen van de quasar, is licht dat er 13 miljard jaar geleden door uitgestraald is. Dat betekent dat wanneer we er nu naar kijken, we eigenlijk 13 miljard jaar terug in de tijd kijken, naar een periode van vlak na de oerknal.

Wat daar zo interessant aan is, heeft de maken met de waterstofdeeltjes waarvan eerder sprake. Het licht dat de wetenschappers waarnamen, was tamelijk troebel. Dat betekent dat het gebroken werd door nog neutrale waterstofdeeltjes, en een waterstofdeeltje verliest zijn neutrale lading (en dus, zijn electronen) pas wanneer het aangeraakt wordt door licht. Dat impliceert dat er 13 miljard jaar geleden, bij het onstaan van het zwarte gat, nog maar een paar sterren kunnen geweest zijn.

“Eigenlijk suggereert dit dat we tot op een of twee procent nauwkeurigheid het moment gemeten hebben waarop het sterrenlicht voor het eerst het universum verlicht heeft”, vertelt fysicaprofessor Robert Simcoe aan Quartz. “We zijn gewend aan het idee dat sterren bijna eeuwig zijn, maar eigenlijk was er een tijd voordat er sterren bestonden, toen het universum nog donker was. En nu hebben we een vrij goed idee van wanneer die overgang plaatsvond.

Enorm zwart gat stelt wetenschap voor raadsel en werpt tegelijk nieuw licht op de eerste dagen van het universum
Het begin van een supernova. Foto: Nasa

“Het vroege universum was extreem saai, omdat er alleen neutraal gas rondzweefde en het enige wat er gebeurde waren de kleine klompjes materie die gevormd werden”, aldus Bram Venemans, een van de auteurs van de paper over het zwarte gat en onderzoeker aan het Max Planck Institute for Astronomy. “Er begon maar iets te gebeuren toen de eerste ster zich vormde en je straling kreeg die alles ioniseerde.”

Hoe het gigantische zwarte gat kon ontstaan zonder sterren in de buurt, is op dit moment nog onduidelijk. De meeste zwarte gaten ontstaan wanneer een ster ontploft en een supernova wordt, waarna de kern onder het gewicht van zijn eigen zwaartekracht implodeert. Gigantische zwarte gaten als deze zijn anders. Wat er volgens wetenschappers gebeurd moet zijn, is dat het een nog veel groter begin kent dan een supernova. De meest logische verklaring zou zijn dat het zwarte gat ontstaan is uit een enorme hoeveelheid gas die nooit een lichtproducerende ster werd, al is niemand daar zeker van.

Door nkdr
VOOR ABONNEES