FYI.

This story is over 5 years old.

Hoe groot kan een zwart gat worden?

In een nieuw paper berekenen astrofysici dat een zwart gat maximaal 50 miljard zonnemassa's groot kan worden.
31.12.15

50 miljard van wat dan ook is al moeilijk te verbeelden, laat staan de 50 miljard zonnen die samen het grootst mogelijke zwarte gat in het Universum zouden vormen. Deze maximale massa berekenden astrofysici van de University of Leicester onlangs berekenden in een paper in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, en geeft aan op welke grootte een zwart gat de galactische structuur zelf zou moeten breken om zichzelf te blijven voeden.

Advertentie

Dat is best wel fucking groot, zelfs op kosmische schaal. Maar het is ook best bereikbaar – het grootste bekende supermassieve zwarte gat is S5 0014+81, met een gewicht van 40 miljard zonnemassa's.

In het centrum van bijna elk groot sterrenstelsel vinden we een grote bult van gas en stof om een supermassief zwart gat heen. Dat gas voedt normaal gesproken het zwarte gat met massa en dus ook een sterkere gravitationele aantrekkingskracht. Deze aantrekkingskracht helpt op haar beurt het sterrenstelsel groeien en structuur ontwikkelen. Het is een mooie symbiose tussen licht en duisternis.

"Astronomen zijn het er over eens dat het centrum van bijna elk sterrenstelsel een supermassief zwart gat bezit," schrijft astrofysicus Andrew King. "De geobserveerde massa van het gat correleert sterk met eigenschappen van de centrale bult van het sterrenstelsel. Dit verrassende verband ontstaat omdat de potentiële energie van de zwaartekracht die vrijkomt als een zwart gat groeit, de beste manier is om energie uit normale materie te halen, en mogelijk de centrale bult zou kunnen destabiliseren."

Het limiet dat bepaald werd door King is geen absoluut limiet, meer eentje die verwacht kan worden voor een luminicerend supermassief zwart gat. Dit zijn overigens de meeste zwarte gaten, aangezien het groeiproces van zwarte gaten, waarbij materie in de buurt wordt opgeslokt door het zwarte gat, voor lichtstraling zorgt. Het invallende gas en stof ondervindt steeds meer wrijving naar mate het dichterbij de waarnemingshorizon komt en zendt daarbij licht uit. Dit zijn de felle lichtbundels die je boven en onder het galactische veld hierboven ziet.

Als een zwart gat 50 miljard zonnemassa's zwaar wordt, verwachten de berekeningen van King dat de centrale bult destabiliseert. Op dit punt wordt het zwarte gat donker en inactief, relatief gezien. "Zwarte gaten kunnen in principe zwaarder worden dan 50 miljard zonnemassa's door non-luminicerende processen zoals samensmelten met andere zwarte gaten, maar kunnen geen lumineuze accretoren meer worden," schrijft King. "Ze zouden desondanks op andere manieren te observeren zijn, bijvoorbeeld door een zwaartekrachtlens.

Zonder stabiele voedingsbron, kunnen zwarte gaten dus niet oneindig groot worden, wat op zich al interessant is. Zelfs de meest extreme gebeurtenissen in ons Universum zijn een product van hun omgeving. Niemand kan valsspelen.

Mocht je geïnteresseerd zijn, je kan het hele paper lezen via arXiv.