Dit pas-ontdekte, oeroude zwarte gat klopt niet met bekende natuurkunde

​Vandaag hebben astronomen de ontdekking van een gigantisch zwart gat dat een ultra, lichtgevende quasar – de meest heldere en krachtigste objecten in het heelal – voedt aangekondigd.

En het is niet zomaar een zwart gat. Volgens Xiaohui Fan, een kosmoloog aan de Universiteit van Arizona die mede verantwoordelijk was voor de ontdekking van het fenomeen. Het nieuw ontdekte systeem bevat de meest lichtgevende quasar en het grootste zwarte gat ooit gevonden in het universum. "Met het vroege universum bedoelen we meestal, een miljard jaar na De Oerknal," verteld Fan aan Motherboard, daaraan voegt ze toe dat het universum zoals wij het kennen nu 13.7 miljard jaar oud is.

Quasars ontstaan wanneer wolken van stof en puin in een gigantisch zwart gat vallen. Deze worden daarna uitgeworpen in twee stralen van losse deeltjes boven en onder het zwarte gat.

Deze specifieke quasar, die de naam SDSS J0100+2802 heeft gekregen, schijnt met de intensiteit van 420 biljoen zonnen. Het center van het zwarte gat is ongeveer 12 miljard keer zo massief als onze ster, een reus van werkelijk verbijsterende proportie. Zelfs het zwarte gat in onze Melkweg is 3000 keer minder massief dan het monster SDSS J0100+2802.

De SDSS J0100+2802 is niet alleen een record in grootte maar ook in 'leeftijd'. Zijn locatie is meer dan 12.8 miljard lichtjaar hier vandaan, wat betekent dat die zowel extreem oud als extreem ver weg is. Het licht dat het gat uitstraalt wat wij hier vandaag kunnen zien is eigenlijk afkomstig uit het zeer vroege stadium van het universum. Volgens Fan is het zeer waarschijnlijk op dit moment al geëvolueerd tot een elliptisch gevormd sterrenstelsel.

De omvang van de quasar is zeer uniek voor de periode waarin het is ontstaan. Fan en zijn collega's leggen in een paper wat 26 februari in Nature uitkomt uit dat deze afmetingen tegen de huidige kosmologische modellen voor quasarformaties in gaan.

"Er zijn natuurlijk grenzen van hoe snel een zwart gat kan groeien én hoe vroeg ze kunnen groeien," zei Fan."Het feit dat dit object zo massaal en vroeg ontstaan is betekent dat we onze huidige modellen van hoe deze grenzen werken bij zouden moeten stellen."

Het inzicht van wetenschappers vertelt ons dat als materiaal in een zwart gat valt, er een grote hoeveelheid licht wordt uitgeworpen als gevolg. Het uitgeworpen licht van SDSS J0100+2802 heeft echter een stralingsdruk die zo sterk is dat er meer materiaal uit komt dan er opgeslokt wordt. Dat zou betekenen dat de groei van het 'gat' geremd wordt.

"Zo kan een zwart gat niet snel genoeg groeien," zegt Fan. De SDSS J0100+2802 is waarschijnlijk veel eerder ontstaan dan wetenschappers eerder voor mogelijk hebben gehouden. Een andere oorzaak voor de omvang zou kunnen zijn dat deze quasar veel sneller is gegroeid dan de bekendere quasars die wetenschappers eerder hebben geobserveerd. Hoe dan ook, de groei en het gedrag van deze quasar is merkwaardig.

Onder leiding van de astronoom Xue-Bing Wude van Universiteit van Peking hebben Fan en zijn co-auteurs de quasar voor het eerst in december opgemerkt. Door de lens van een uit 2013, Lijiang 2.4-m-telescoop hebben ze het licht voor het eerst gezien. Het is de eerste keer dat er een quasar is vastgelegd door een telescoop van zo'n bescheiden omvang. Nadat de quasar was opgemerkt is zijn bestaan bevestigd door telescopen met een veel hogere resolutie, waaronder de 8.4 meter lange Binocular Telescoop uit Arizona.

Zoals bij zoveel ontdekkingen die grond onder de heersende consensus weghalen, is de volgende stap voor het team om zoveel mogelijk nieuwe data te gaan verzamelen. "Voor het onderzoek naar 'het object' zelf zijn we bezig met het uitvoeren van verschillende metingen om zijn omgeving te bestuderen, dit kunnen we doen met behulp van bijvoorbeeld de Hubble," zei Fan. "Daarbij zijn we ook op zoek naar nog meer 'ruimte-omgeving' in de hoop andere quasars te vinden."

Wetende dat we de meest vooruitstrevende telescopen gebruiken en het feit dat 'de ruimte' voortdurend word gescand, is het niet geheel ondenkbaar dat er de komende jaren nog veel meer bijzondere objecten worden ontdekt. Het lijkt er op dat hoe verder astronomen terug kunnen kijken in de tijd, hoe meer de heersende veronderstellingen over de kindertijd van ons universum worden uitgedaagd.