Sterrenstelsels in web van superzwaar zwart gat ontdekt

"Dit onderzoek werd voornamelijk geleid door de wens om enkele van de meest uitdagende astronomische objecten te leren begrijpen: superzware zwarte gaten in het vroege heelal", zegt Marco Mignoli, astronoom aan het Nationaal Instituut voor Astrofysica (INAF) in Bologna, Italië, en hoofdauteur van het onderzoeksverslag.

Spinnenweb

Waarnemingen met de gigantisch VLT-telescoop van ESA tonen diverse sterrenstelsels rond een superzwaar zwart gat die zich in een kosmisch 'spinnenweb' van gas bevinden, dat zich over meer dan 300 keer de grootte van het Melkwegstelsel uitstrekt. "De kosmische webfilamenten zijn als de draden van een spinnenweb", legt Mignoli uit. "De stelsels liggen en groeien op plekken waar de filamenten elkaar kruisen en gas, dat zowel de sterrenstelsels als het centrale superzware zwarte gat voedt, langs de filamenten kan toestromen."

Het licht van deze grote web-achtige structuur, met zijn zwart gat van een miljard Zonsmassa's, heeft ons bereikt uit een tijd dat het heelal nog maar 900 miljoen jaar oud was. "Ons onderzoek heeft een belangrijk stukje opgeleverd van een nog zeer onvolledige puzzel: hoe kunnen zulke extreme, maar toch betrekkelijk talrijke, objecten zo snel na de oerknal zijn gevormd en gegroeid?", zegt medeauteur Roberto Gill, ook van het INAF.

Snelle groei

De allereerste zwarte gaten, waarvan wordt aangenomen dat ze zijn gevormd bij de ineenstorting van de eerste sterren, moeten zeer snel zijn gegroeid. Anders zouden ze binnen de eerste 900 miljoen jaar in het bestaan van het heelal nooit massa's van een miljard Zonnen hebben bereikt. Maar astronomen worstelen met de vraag hoe deze objecten in zo korte tijd zo veel gas konden verzamelen. De nu ontdekte structuur biedt een waarschijnlijke verklaring: het 'spinnenweb' en de sterrenstelsels daarbinnen bevatten voldoende gas om het centrale zwarte gat snel tot een superzware kolos te doen uitgroeien.

Dat roept natuurlijk de vraag op hoe die grote webstructuren dan zijn ontstaan. Astronomen denken dat reusachtige halo's van donkere materie het antwoord zijn. Van deze grote gebieden van onzichtbare materie wordt vermoed dat ze vroeg in de geschiedenis van het heelal enorme hoeveelheden gas hebben aangetrokken. Gezamenlijk hebben het gas en de onzichtbare donkere materie web-achtige structuren gevormd, waarin sterrenstelsels en zwarte gaten tot ontwikkeling konden komen.

De nu ontdekte sterrenstelsels behoren overigens tot de zwakste die met de huidige telescopen waarneembaar zijn.