NASA’s James Webb Space Telescope (JWST) heeft een superzwaar zwart gat ontdekt dat op de loer ligt in een ver sterrenstelsel met de bijnaam ‘Virgil’. Dit sterrenstelsel vertoont een opvallende dualiteit: het verschijnt als een normaal stervormingssysteem in zichtbaar licht, maar verandert toch in een hoogenergetische krachtcentrale wanneer het wordt waargenomen in infrarode golflengten. De ontdekking, gepubliceerd in The Astrophysical Journal op 17 november, suggereert dat veel van de meest extreme objecten in het universum verborgen kunnen blijven, tenzij ze door infraroodtelescopen worden bekeken.
Het Jekyll en Hyde-stelsel
Virgil verschijnt zoals hij ongeveer 800 miljoen jaar na de oerknal bestond, waardoor JWST een kijkje in het vroege heelal krijgt. Bij optische waarnemingen presenteert het sterrenstelsel zichzelf als een jong, rustig evoluerend systeem. Het Mid-Infrared Instrument (MIRI) van JWST onthult echter een zwaar verduisterd superzwaar zwart gat in de kern, dat enorme energie uitstraalt. Astronoom George Rieke van de Universiteit van Arizona beschreef dit fenomeen als Virgil met ‘twee persoonlijkheden’.
“UV en optische tonen hun ‘goede’ kant… Maar wanneer MIRI-gegevens worden toegevoegd, verandert Virgil in de gastheer van een zwaar verduisterd superzwaar zwart gat.”
Kleine rode stippen en vroege groei van zwarte gaten
Virgil behoort tot een klasse van mysterieuze rode objecten die bekend staan als ‘Little Red Dots’ (LRD’s), die zijn verschenen in JWST-waarnemingen van het vroege universum. LRD’s kwamen het meest voor rond 600 miljoen jaar na de oerknal, voordat ze met 1,5 miljard jaar scherp afnamen, wat betekent dat ze een cruciale fase in de galactische evolutie vertegenwoordigen. Hun prevalentie suggereert een verband met het actief voeden van superzware zwarte gaten verborgen achter dikke stofwolken.
Het zwarte gat in het centrum van Virgil wordt geclassificeerd als ‘overmassief’, wat betekent dat het veel groter is dan verwacht voor een sterrenstelsel van deze omvang. Deze bevinding daagt conventionele theorieën uit over hoe zwarte gaten groeien.
De volgorde omkeren: eerst zwarte gaten?
Tientallen jaren lang geloofden astronomen dat sterrenstelsels het eerst ontstonden, waarbij superzware zwarte gaten geleidelijk groeiden naarmate materie zich ophoopte in hun centra. JWST-waarnemingen zoals deze suggereren echter dat het tegenovergestelde waar kan zijn: zwarte gaten kunnen zich vóór de sterrenstelsels vormen waarin ze voorkomen.
Deze ontdekking impliceert dat de zwarte gaten de vorming van sterrenstelsels kunnen aansturen, in plaats van andersom. Zoals Rieke stelt: “JWST heeft aangetoond dat onze ideeën over hoe superzware zwarte gaten ontstonden vrijwel volkomen verkeerd waren.” Deze verschuiving in inzicht zal de manier waarop wetenschappers het vroege universum modelleren, opnieuw vormgeven.
De implicaties zijn diepgaand: als zwarte gaten sneller groeien dan sterrenstelsels, dan moet de fundamentele structuur van de kosmische evolutie heroverwogen worden. De voortdurende observaties van JWST zullen van cruciaal belang zijn voor het oplossen van deze mysteries en het verfijnen van ons begrip van de beginjaren van het universum.
