Webb-telescoop toont verste zwarte gat én mogelijk eerste sterrenstof
De James Webb-telescoop heeft licht opgepikt dat werd uitgezonden toen het universum maar 430 miljoen jaar oud was. Het komt van een van de vroegste en verste sterrenstelsels, dat blijkbaar een vraatzuchtig zwart gat herbergde.
GN-z11, zo heet het sterrenstelsel dat voorlopig het vroegste en ook verste bekende zwarte gat in het heelal huisvest. Of moeten we zeggen ‘huisvestte’, want de straling van de gloeiend hete materie die deze kosmische schrokop naar zich toe sleurde, is bijna 13,4 miljard jaar onderweg geweest voor ze aankwam in ons zonnestelsel en daar kon worden opgepikt door de ruimtetelescoop James Webb. Wat er van het zwarte gat, dat zo’n twee miljoen keer zo zwaar was als de zon, is geworden, evenals als van het sterrenstelsel waar het de kern van vormde, weten we niet.
Wat we wel weten, is dat dit zogeheten superzware gat (de soort die zich in het hart van sterrenstelsels bevindt) 430 miljoen jaar na de big bang, die bijna 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond, bijzonder actief was. En juist door die grote vraatzucht deed het GN-z11 extra hard gloeien. Daardoor staat dit sterrenstelsel, hoewel het veel kleiner was dan de Melkweg en ondanks dat het zo ver weg lag, toch nog betrekkelijk helder aan onze hemel. Het ligt in het sterrenbeeld van de Grote Beer, maar met het blote oog of amateurtelescoop zult u het niet zien. Het licht van GN-z11 is door de uitdijing van het heelal naar het infrarood verschoven, maar laat de Webb-telescoop daar juist bijzonder gevoelig voor zijn.
Het superzware zwarte gat in het hart van GN-z11 werd ontdekt met recente Webb-waarnemingen. De ouderdom van het licht van bijna 13,4 miljard jaar maakt het zwarte gat tot het vroegste bekende in het universum. En doordat de plek waar het zich bevond vandaag 32 miljard lichtjaar van ons vandaan ligt (door de kosmische uitdijing is die afstand veel groter dan 13,4 miljard lichtjaar), is het ook het verste bekende zwarte gat. De ontdekking stond recent beschreven in Nature.
Het sterrenstelsel GN-z11 werd in 2015 al ontdekt met de Hubbletelescoop. De letters ‘GN’ staan voor Goods North, het noordelijke deel van een astronomische schouwing van het verre (diepe) heelal uitgevoerd met verschillende ruimte- en ook grondtelescopen. De ‘z11’ verwijst naar de grote roodverschuiving (waarde 11) van het licht van het sterrenstelsel en dus naar de immense afstand die dat licht heeft afgelegd.
GN-z11 is trouwens niet (meer) het vroegste en verste bekende sterrenstelsel. In 2022 werd met de Webb een ander stelsel ontdekt met een roodverschuiving van 13, wat betekent dat het opgepikte licht ervan 320 miljoen jaar na de oerknal werd uitgestraald. Maar in dat sterrenstelsel is nog geen zwart gat ontdekt.
Waterstof en helium
GN-z11 is (of was) nog om een andere reden bijzonder, melden de ruimtevaartorganisaties Esa en Nasa. In zijn halo, de bolvormige ruimte die het sterrenstelsel omsluit, wijzen andere Webb-observaties op de aanwezigheid van gaswolken van waterstof en helium, de twee lichtste chemische elementen. De afwezigheid van zwaardere elementen kan erop wijzen dat het gas later is samengetrokken tot sterren van de ‘maagdelijke’ eerste generatie. Van die sterren, die bijna uitsluitend uit waterstof en helium bestonden, hebben astronomen nog steeds geen straaltje licht kunnen opvangen. Dat komt ook doordat die sterren ‘leefden’ volgens het principe It’s better to burn out than to fade away. Het waren vermoedelijk echte kanjers, honderden keren zo groot en zo zwaar als de zon, en ze waren superheet en schenen heel erg helder. Maar al na enkele miljoenen jaren zouden ze zijn opgebrand en uit elkaar gespat in supernova’s. Uit hun sterrenstof konden dan later andere sterren, met ook zwaardere elementen, ontstaan.
Sterren van de ‘maagdelijke’ eerste generatie volgden het motto: It’s better to burn out than to fade away