Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

supermassieve zwarte gaten

Men neme een draaiende ster. Voeg vervolgens enorm veel stof en ander materiaal toe. Nog een toefje donkere materie, en voilà: de basis voor een supermassief zwart gat is gelegd. Dat lijkt althans naar voren te komen uit een nieuwe simulatie.

De simulatie geeft een mogelijke verklaring voor het ontstaan van supermassieve zwarte gaten, net na het ontstaan van het universum, denken de onderzoekers. Deze extreem zware zwarte gaten konden volgens experts onmogelijk al zo snel na de oerknal ontstaan, omdat ze veel tijd nodig hebben om te groeien. Toch is er bewijs dat ze toen al bestonden.

Hoe supermassieve zwarte gaten al vlak na de oerknal konden ontstaan

Op de schaal van het universum zijn termen als ‘vroeg’, ‘zwaar’ en ‘extreem’ maar relatieve begrippen. Normale zwarte gaten, die ontstaan uit imploderende sterren, lijken al extreem. Ze hebben een massa die tientallen malen groter kan zijn dan die van onze eigen zon. Hun zwaartekracht is hierdoor zo groot dat zelfs licht er niet aan ontsnapt. Maar het kan nog extremer. Bij supermassieve zwarte gaten zijn zonnemassa’s van 10 miljard geen uitzondering. Toch lijkt het erop dat elk groot sterrenstelsel (zoals onze Melkweg) er een heeft. 

Dat zo’n supermassief zwart gat zomaar ontstaat, lijkt onwaarschijnlijk. Voor supermassa heb je immers superveel materie nodig. Daarom vonden experts het vreemd dat er zo vroeg – één miljard jaar - na de oerknal al van die zware massieve zwarte gaten bestonden. Een ster moet immers enorm veel materie verzamelen om supermassief te worden, wat erg veel tijd kost. Daarnaast kan een ster maar een beperkte massa bereiken zonder vroegtijdig te imploderen (en een normaal zwart gat te worden).

Werking van donkere materie speelt een rol

Volgens de Japanse onderzoekers die de simulatie gemaakt hebben, speelt de beweging van donkere materie een belangrijke rol in de vorming van deze extreme zwarte gaten. Donkere materie is materie die nog nooit direct door ons is waargenomen, maar volgens berekeningen wel zou moeten bestaan. Zonder deze materie kunnen bewegingen in het universum, zoals draaiingen van sterrenstelsels, niet verklaard worden. Zij geven het universum genoeg massa om te kunnen bestaan en een geheel te vormen. 

Deze donkere materie zorgt er volgens de simulatie ook voor dat de vorming van sterren soms langer duurt dan normaal. Sterren worden gevormd doordat materie uit gaswolken samenkomt en zoveel massa (dus zwaartekracht) opbouwt dat de materie bij elkaar gedrukt wordt tot een ster. Is de ster opgebrand en zwaar genoeg, dan implodeert hij tot een normaal zwart gat. 

Supergrote ster

De onderzoekers stellen echter dat donkere materie, vanwege haar beweging door de ruimte, soms aan deze gaswolken “trekt”, terwijl de gaswolkenmaterie eigenlijk wil samenklonteren tot een ster. Dit laatste lukt niet, maar de zwaartekracht van de gaswolk blijft wel materie aantrekken. Hij wordt hierdoor steeds groter en blijft massa opbouwen, totdat er zoveel materiaal is verzameld dat de donkere materie het verliest van de zwaartekracht en al die opgebouwde massa een supergrote ster vormt. Zo’n ster is zwaar genoeg om een massief zwart gat te vormen, hij is dan vele malen zwaarder dan een normale, maar nog te licht om supermassief te zijn. 

De onderzoekers zeggen dat op deze versnelde manier het ‘zaadje’ is geplant voor een supermassief zwart gat. Het blijft een hypothese, maar het is voor het eerst dat er een mogelijke verklaring is gegeven voor het snelle ontstaan van dit opmerkelijke verschijnsel.