"Ultramassieve" zwarte gaten met massa's van tientallen miljarden zonnen kunnen vaker in het heelal voorkomen dan het lijkt, hoewel astronomen niet kunnen begrijpen hoe ze erin slaagden om tot zulke gigantische afmetingen te groeien.
In de actieve centra van grote sterrenstelsels, van onze Melkweg tot verre en ontoegankelijke clusters, bevinden zich superzware zwarte gaten. Door gaswolken en sterren te absorberen en samen te smelten met andere zwarte gaten, kunnen ze massa krijgen in vele tientallen miljarden zonsmassa's, wat de groei en evolutie van hun sterrenstelsels beïnvloedt. Het duurt echter lang voordat dergelijke 'ultramassieve' reuzen groeien, en ze zijn zeldzaam in het moderne universum. De huidige recordhouder - de quasar S5 0014 + 81 in het sterrenbeeld Cepheus - kan 40 miljard zonsmassa's bereiken. Maar de meeste van de bekende superzware zwarte gaten worden gemeten in ordes van honderdduizenden tot honderden miljoenen zonnen.
Nieuw werk van een internationale groep astrofysici geeft echter aan dat we de prevalentie van "ultramassieve" zwarte gaten schromelijk kunnen onderschatten. Professor Julie Hlavacek-Larrondo van de Universiteit van Montreal en haar collega's hebben 72 sterrenstelsels bestudeerd in de helderste en grootste clusters op een afstand van 3,5 miljard lichtjaar. Wetenschappers hebben hun massa vergeleken met de massa superzware zwarte gaten in hun centra. De resultaten van het werk worden gepresenteerd in een artikel gepubliceerd door de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en gepresenteerd op de voordrukservice van arXiv.org.
Waarnemingen met de Chandra-ruimtetelescoop maakten het mogelijk om röntgenstralen te registreren van aanwasschijven van materie en op basis hiervan de massa zwarte gaten te schatten. De lichtsterktes van de sterrenstelsels zelf in het radiobereik maakten het mogelijk om hun eigen massa te schatten en de verkregen cijfers te vergelijken. Zoals je zou verwachten: hoe groter het sterrenstelsel, hoe groter het zwarte gat in het centrum, maar over het algemeen is de groei van zwarte gaten sneller dan van sterrenstelsels.
De afhankelijkheid van de grootte van sterrenstelsels en hun superzware zwarte gaten bleek niet-lineair te zijn, en de zwarte gaten in de grootste daarvan zijn veel zwaarder dan men zou denken. Dus ongeveer 40 procent van de sterrenstelsels die door wetenschappers worden beschouwd, bevatte "ultramassieve" zwarte gaten met massa's van 10 miljard zonnen of meer. Het verrassende tempo van hun groei moet nog worden verklaard. Misschien begonnen ze zich onder ideale omstandigheden te vormen en groeiden ze sneller dan verwacht kon worden. Of misschien missen we iets belangrijks bij het begrijpen van de groeimechanismen van superzware zwarte gaten.
Sergey Vasiliev
