We leren de hele tijd meer over zwarte gaten en het vroege universum, met behulp van alle verbazingwekkende telescopen op de grond die astronomen nu tot hun beschikking hebben. Nieuwe waarnemingen met de Submillimeter Array suggereren nu dat dergelijke kolossale zwarte gaten zelfs 12 miljard jaar geleden nog voorkwamen, toen het universum slechts 1,7 miljard jaar oud was en sterrenstelsels zich pas begonnen te vormen. De nieuwe conclusie komt uit de ontdekking van twee verre sterrenstelsels, beide met zwarte gaten als middelpunt, die betrokken zijn bij een spectaculaire botsing.
4C60.07, de eerste van de ontdekte sterrenstelsels, kwam onder de aandacht van astronomen vanwege de heldere radio-emissie. Dit radiosignaal is een veelbetekenend teken van een quasar - een snel draaiend zwart gat dat zich voedt met zijn thuisstelsel.
Toen 4C60.07 voor het eerst werd bestudeerd, dachten astronomen dat waterstofgas rond het zwarte gat een stervorming onderging en sterren met een opmerkelijke snelheid vormde - het equivalent van 5.000 zonnen per jaar. Deze krachtige activiteit werd onthuld door de infraroodgloed van rokerig puin dat overbleef toen de grootste sterren snel stierven.
Het laatste onderzoek, dat gebruik maakte van de scherpe visie van de Submillimeter Array van acht radioantennes op Hawaï, onthulde een verrassing. 4C60.07 vormt immers geen sterren. De sterren lijken inderdaad relatief oud en rustig. In plaats daarvan vindt er wonderbaarlijke stervorming plaats in een voorheen onzichtbaar metgezelstelsel, rijk aan gas en diep gehuld in stof, dat ook een kolossaal zwart gat in het midden heeft.
"Deze nieuwe afbeelding onthult twee sterrenstelsels waar we er slechts één verwachtten te vinden", zegt Rob Ivison (UK Astronomy Technology Centre), hoofdauteur van de studie die zal worden gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Het is opmerkelijk dat beide sterrenstelsels superzware zwarte gaten in hun centra bevatten, die elk een miljard, miljard, miljard gloeilampen kunnen voeden. De implicaties zijn verreikend: je kunt je niet afvragen hoeveel andere kolossale zwarte gaten er ongezien op de loer liggen in het verre universum. "
Vanwege de eindige lichtsnelheid zien we de twee sterrenstelsels zoals ze bestonden in het verre verleden, minder dan 2 miljard jaar na de oerknal. De nieuwe afbeelding van de Submillimeter Array legt het moment vast waarop 4C60.07 een stroom materiaal uit zijn naburige sterrenstelsel scheurde, zoals te zien is in het concept van de begeleidende kunstenaar. Inmiddels zijn de sterrenstelsels samengevoegd tot een voetbalvormig elliptisch sterrenstelsel. Hun zwarte gaten zijn waarschijnlijk samengevoegd en hebben een enkel, groter zwart gat gevormd.
De sterrenstelsels zelf vertonen verrassende verschillen. Een daarvan is een dood systeem dat al zijn sterren al heeft gevormd en zijn gasvormige brandstof heeft opgebruikt. Het tweede sterrenstelsel is nog steeds springlevend en bevat veel stof en gas dat nieuwe sterren kan vormen.
'Deze twee sterrenstelsels zijn twee-eiige tweelingen. Beide zijn ongeveer zo groot als de Melkweg, maar elk is uniek ”, zegt Steve Willner van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, een co-auteur van het artikel.
"De sublieme resolutie van de Submillimeter Array was de sleutel tot onze ontdekking", voegde hij eraan toe.
Bron: Smithsonian CfA
