Een klein, nabijgelegen sterrenstelsel genaamd Segue 1 heeft een verrassend geheim onthuld: een superzwaar zwart gat dat op de loer ligt in het centrum. Deze ontdekking is belangrijk omdat ze suggereert dat zwarte gaten een grotere rol kunnen spelen bij de vorming van sterrenstelsels en waarnemingen van donkere materie dan eerder werd gedacht.
De onverwachte vondst
Segue 1 is een dwergstelsel, een uitzonderlijk kleine en zwakke metgezel van onze eigen Melkweg. Het bevat slechts ongeveer 1.000 sterren, een minuscuul aantal vergeleken met de honderden miljarden van de Melkweg. Aanvankelijk geloofden wetenschappers dat de lage stellaire dichtheid en zwaartekrachtstabiliteit van Segue 1 werden verklaard door de aanwezigheid van overvloedige donkere materie – een mysterieuze, onzichtbare substantie die zwaartekracht uitoefent maar geen interactie heeft met licht.
Een heroverweging van de rol van donkere materie
De heersende theorie is dat kleinere sterrenstelsels zoals Segue 1 extra zwaartekracht nodig hebben, geleverd door donkere materie, om zichzelf bij elkaar te houden. Recente computersimulaties van Nathaniel Lujan en zijn collega’s aan de Universiteit van Texas in San Antonio hebben deze veronderstelling echter in twijfel getrokken. Hun modellen waren ontworpen om de rol van donkere materie in Segue 1 te testen, maar slaagden er steeds niet in om een goede match met de waargenomen gegevens te produceren.
“Ik had honderdduizenden modellen in gebruik, maar ik kon niets vinden dat paste”, zegt Lujan. ‘En toen besloot ik uiteindelijk met de massa van het zwarte gat te rommelen en opeens begon het te werken.’
De simulaties die wel overeenkwamen met waarnemingen omvatten een zwart gat met een duizelingwekkende massa – ongeveer 450.000 maal die van onze zon. Dit is werkelijk een enorm zwart gat voor zo’n klein sterrenstelsel, waarbij al zijn sterren samen in de schaduw staan.
De snelle groei van een zwart gat
De ontdekking is vooral verbijsterend als je de leeftijd van de sterren van Segue 1 in ogenschouw neemt. Ze ontstonden relatief snel, slechts ongeveer 400 miljoen jaar na de oerknal – een ongelooflijk korte tijd voor een zwart gat van deze omvang om uit te groeien tot zo’n kolossale massa. Bovendien heeft de zwaartekracht van de Melkweg waarschijnlijk een groot deel van het gas en stof weggenomen dat het zwarte gat in zijn vroege stadia had kunnen voeden.
Implicaties voor de vorming van sterrenstelsels
Deze bevinding roept nieuwe vragen op over hoe sterrenstelsels en zwarte gaten ontstaan en evolueren. Het suggereert:
- Meer zwarte gaten dan gedacht: Dit zou kunnen betekenen dat superzware zwarte gaten in het vroege heelal vaker voorkomen dan eerder werd aangenomen.
- De rol van donkere materie opnieuw beoordeeld: Als meer dwergstelsels vergelijkbare massieve zwarte gaten herbergen, kunnen ze aanzienlijk bijdragen aan de zwaartekracht die momenteel aan donkere materie wordt toegeschreven.
Hoewel Segue 1 overtuigend bewijs levert, is het van cruciaal belang om te bepalen of het representatief is voor andere dwergstelsels. De wetenschappelijke gemeenschap moet zich nu inspannen om te zoeken naar meer superzware zwarte gaten in kleine sterrenstelsels om ons begrip van de fundamentele componenten van het universum te verfijnen. Deze ontdekking onderstreept dat ons begrip van donkere materie en de vorming van sterrenstelsels nog steeds evolueert en dat onverwachte bevindingen onze modellen dramatisch kunnen hervormen.
Dit betekent waarschijnlijk dat er meer superzware zwarte gaten zijn dan we dachten.
