Tientallen jaren lang hebben wetenschappers getheoretiseerd dat superzware zwarte gaten met geweld uit hun gaststelsels zouden kunnen worden geslingerd. Nu hebben waarnemingen van de James Webb Space Telescope (JWST) definitief het bestaan van een dergelijk object, genaamd RBH-1, bevestigd. Dit zwarte gat, dat minstens 10 miljoen keer de massa van onze zon heeft, raast door de ruimte met een snelheid van ongeveer 954 kilometer per seconde – ruim een derde van de lichtsnelheid.
De ontdekking van RBH-1
RBH-1 werd voor het eerst geïdentificeerd in 2023 en aanvankelijk werd vermoed dat het een op hol geslagen zwart gat was, op basis van zijn ongebruikelijke baan en een enorme boegschok die zich vóór hem vormde, met een stervormend spoor dat zich 200.000 lichtjaar achter hem uitstrekte. Recente JWST-waarnemingen, onder leiding van astrofysicus Pieter van Dokkum, hebben deze vroege bevindingen geverifieerd. Het zwarte gat snelt inderdaad weg van zijn moederstelsel, richting de intergalactische ruimte.
Hoe is dit gebeurd?
De belangrijkste verklaring is een zwaartekrachtschop die het gevolg is van de samensmelting van superzware zwarte gaten. Wanneer twee zwarte gaten botsen, kan de asymmetrische vrijgave van energie het resulterende, grotere zwarte gat met ongelooflijke snelheden naar buiten stuwen. Simulaties en eerdere observaties suggereren dat deze gebeurtenissen vaker voorkomen dan ooit werd gedacht, en dit bevestigt dat ze doen plaatsvinden.
Waarom dit belangrijk is: Deze ontdekking levert direct bewijs van een lang voorspeld fenomeen in de astrofysica. Het laat zien dat zwarte gaten niet altijd verankerd zijn in galactische centra; ze kunnen in de leegte worden geslingerd, waardoor ze mogelijk de evolutie van sterrenstelsels en het wijdere universum kunnen beïnvloeden.
De snelheid meten: de boogschok
Onderzoekers gebruikten het NIRSpec-instrument van JWST om de snelheidsverdeling binnen de boegschok te analyseren: het samengeperste gas en stof vóór het zwarte gat terwijl het door het circumgalactische medium ploegt. De waargenomen blauwverschuiving (compressie van licht naar kortere golflengten) vóór de schok en roodverschuiving (uitrekken van licht naar langere golflengten) daarachter onthulde een dramatisch snelheidsverschil: materiaal achter de schok beweegt 600 kilometer per seconde sneller dan materiaal ervoor. Deze structuur kan alleen worden verklaard door een enorm snel object.
De gevolgen voor kwaadaardige zwarte gaten
Dit is geen geïsoleerd geval. Er zijn aanwijzingen dat er mogelijk een aanzienlijk aantal kwaadaardige superzware zwarte gaten door het universum dwaalt, onopgemerkt en onzichtbaar in de duisternis van de intergalactische ruimte. De bevestiging van RBH-1 valideert theoretische modellen en opent nieuwe wegen voor het bestuderen van deze ongrijpbare objecten.
“RBH-1 is een empirische validatie van de vijftig jaar oude voorspelling dat SMBH’s kunnen ontsnappen uit hun gaststelsels”, aldus de onderzoekers.
De ontdekking van RBH-1 bevestigt dat superzware zwarte gaten uit hun sterrenstelsels kunnen ontsnappen door zwaartekrachtterugslag of interacties tussen meerdere lichamen. Dit levert een nieuw stukje van de puzzel op in ons begrip van hoe deze massieve objecten de evolutie van het universum vormgeven.
