ZWAARSTE ZWARTE GATEN IN HET HEELAL ZIJN ONMOGELIJK ZWAAR George Beekman februari 2003 NRC

De zwaarste zwarte gaten in het heelal zijn veel zwaarder dan theoretisch mogelijk is. Dat concludeert Hagai Netzer, een astronoom van de universiteit van Tel Aviv in IsraŽl, in de Astrophysical Journal Letters van 20 januari. De zwaarste zwarte gaten bevinden zich in quasars, de verste en absoluut helderste objecten in het heelal. Het zijn waarschijnlijk de centra van zeer verre en dus jonge sterrenstelsels, die hun enorme helderheid ontlenen aan een centraal, compact gebied met een extreem sterke aantrekkingskracht. Hieromheen wordt materie op een zeer efficiŽnte wijze omgezet in straling.

Astronomen denken dat zich in vele sterrenstelsels een superzwaar zwart gat - met een massa van (veel) meer dan een miljoen maal de massa van de zon - bevindt. Sommige van die zwarte gaten (zoals die in het centrum van ons melkwegstelsel) vallen echter niet op doordat ze slechts weinig of geen omringende materie aanzuigen en dus weinig of geen straling uitzenden. Hun massa wordt afgeleid uit de spectroscopisch gemeten baansnelheden van het gas. Die snelheden zijn vaak zo groot dat ze niet kunnen worden verklaard door de aantrekkingskracht van bijvoorbeeld een centrale cluster van reuzensterren, maar wel door die van een veel compacter zwart gat.



Quasars staan zo ver weg en zijn aan de hemel zo klein dat zulke metingen bij hen niet mogelijk zijn. Onlangs is echter een vernuftige techniek ontwikkeld die gebaseerd is op het meten van variaties in zowel de intensiteit van het continue licht als van bepaalde emissielijnen en de breedte van deze emissielijnen. Hieruit kunnen de diameter en rotatiesnelheid van de ring van gas rond het zwarte gat worden bepaald en daaruit is via de wetten van Kepler de massa van het zwarte gat te berekenen. Uit deze metingen is gebleken dat er bij de relatief minder verre quasars een verband bestaat tussen de absolute helderheid en de massa van het zwarte gat.



Hagai Netzer heeft nu echter ontdekt dat een extrapolatie van dit verband naar de allerhelderste en allerverste quasars massa's tot enkele tientallen miljarden zonsmassa's oplevert. Zulke superzware zwarte gaten zijn dichter bij huis nog nooit gevonden. Bovendien zou dit betekenen dat de sterrenstelsels waarin deze quasars resideren een massa van meer dan tien biljoen (10) zonsmassa's zouden moeten hebben. Zulke reuzen van sterrenstelsels zijn nog nooit waargenomen en worden ook niet voorspeld door theorieŽn die het ontstaan van sterrenstelsels beschrijven. Bovendiendien voorspellen die dat er eerst relatief kleine stelsels ontstaan die pas later door versmelting grotere exemplaren opleveren. Precies veertig jaar nadat de Amerikaans-Nederlandse astronoom Maarten Schmidt de ware aard van quasars onthulde, zorgen deze verre objecten nog steeds voor raadsels.