Wat is een supermassief zwart gat? Definitie, massa en betekenis

Ontdek wat een supermassief zwart gat is: definitie, massa, rol in sterrenstelsels en betekenis voor de Melkweg. Lees alles over SMBH's.

Schrijver: Leandro Alegsa

04-01-2026 22:03

Een supermassief zwart gat (SMBH of minder vaak SBH) is een zwart gat met een massa tussen 10⁵ en 10¹⁰ de massa van de zon. Wetenschappers zijn ervan overtuigd dat bijna alle sterrenstelsels, inclusief de Melkweg, superzware zwarte gaten in hun centrum hebben.

Definitie en massa

Een supermassief zwart gat heeft typisch een massa van ongeveer 100.000 tot enkele miljarden of zelfs tienduizenden miljarden zonmassa's (10⁵–10¹⁰ M⊙). In kilogrammen komt dat neer op ruwweg 10³⁵ tot 10⁴⁰ kg. Deze objecten verschillen in massa en activiteit: sommige zijn extreem actief en zichtbaar als quasares of actieve galactische kernen (AGN), andere zijn relatief rustig en alleen indirect waarneembaar via hun gravitationele invloed.

Schaal en afmetingen

De fysieke grootte van een zwart gat wordt vaak uitgedrukt via de Schwarzschild‑straal (Rs), de straal van de gebeurtenishorizon voor een niet‑roterend zwart gat. Een handige vuistregel is:

Rs ≈ 3 km per zonmassa.

Dat betekent bijvoorbeeld:

Een SMBH van 10⁶ M⊙ heeft Rs ≈ 3×10⁶ km (enkele malen de straal van de zon).
Een SMBH van 10⁹ M⊙ heeft Rs ≈ 3×10⁹ km (tientallen astronomische eenheden).
Voor de Melkweg‑kern (Sgr A*, ≈4×10⁶ M⊙) is Rs van orde 10⁷ km (~0,08 AU).

Ontstaan en groei

Hoe SMBH's precies ontstaan is nog onderwerp van actief onderzoek. Belangrijke scenario's zijn:

Directe collaps: zware gaswolken in het jonge heelal kunnen direct in een enorme zwarte gat‑zaadcel imploderen.
Stellaire restanten en opeenhoping: over lange tijden kunnen sterremnant‑zwarte gaten door samenvoegingen en accretie uitgroeien tot supermassief formaat.
Populatie‑III overblijfselen: eerste generaties massieve sterren kunnen zwarte gaten nalaten die als zaad dienen.
Hiërarchische groei: combinatie van gasaccumulatie en fusies tussen zwarte gaten tijdens sterrenstelsel‑fusies leidt tot sterke massatoename.

De waargenomen aanwezigheid van extreem heldere quasares al in het jonge heelal dwingt tot snelle groeimethoden (hoge accretiesnelheden of zware zaadzwarte gaten) om zulke grote massa's vroeg te verklaren.

Hoe we supermassieve zwarte gaten waarnemen

Omdat zwarte gaten zelf geen licht uitstralen, baseren astronomen waarnemingen op indirecte effecten:

Sterrenbanen: de bewegingen van sterren dicht bij het centrum van een stelsel (bijv. de sterren rond Sgr A* in onze Melkweg) laten toe de massa en positie van het SMBH te bepalen.
Gas‑ en megamaserbanen: nauwkeurige radiometingen van roterend gas (zoals in NGC 4258) geven strakke massa‑metingen.
Accretieschijven en straling: gas dat naar het zwarte gat valt wordt verhit en zendt X‑straling, optische en radiostraling uit; actieve SMBH's verschijnen als AGN of quasar.
Directe beeldvorming: de Event Horizon Telescope (EHT) heeft de schaduw van M87* (2019) en later van Sgr A* (2022) afgebeeld, waarmee de onmiddellijke omgeving van de gebeurtenishorizon zichtbaar werd.
Gravitatiegolven: fusies van (super)massieve zwarte gaten zullen lage‑frequent gravitatiewaarschuwingen produceren; toekomstige waarnemers zoals PTA's (Pulsar Timing Arrays) en de ruimtemissie LISA richten zich hierop.

Rol en betekenis in sterrenstelsel‑evolutie

SMBH's spelen een centrale rol in de evolutie van galaxies:

Co‑evolutie: er is een duidelijke correlatie tussen de massa van het centrale zwarte gat en eigenschappen van de bulge van het sterrenstelsel (zoals de M–sigma relatie), wat wijst op wederzijdse beïnvloeding.
Feedback: energie en materie die door accretie en relativistische jets worden uitgestoten kunnen gas opwarmen of wegblazen, waardoor stervorming wordt geremd of gereguleerd (quenching van stervorming).
Omgevingsverandering: krachtige uitbarstingen van AGN beïnvloeden de temperatuur en dichtheid van het interstellaire en intraclustergas, met gevolgen voor latere structurele ontwikkeling van het stelsel.

Actieve versus rustige SMBH's

Sommige SMBH's zijn extreem actief (quasars, Seyfert‑galaxies) en kunnen meer licht produceren dan hun gaststelsel door efficiënte accretie. Anderen, zoals de meeste lokale centrale zwarte gaten, accretieert weinig en zijn relatief stil. De maximale lichtkracht van accretie wordt begrensd door de Eddington‑limiet, die afhangt van de massa van het zwarte gat.

Bekende voorbeelden

Sagittarius A* (Sgr A*) — het SMBH in het centrum van de Melkweg, met een massa van enkele miljoenen zonmassa's, afgeleid uit de banen van nabije sterren.
M87* — het SMBH in het centrum van het elliptische sterrenstelsel M87; de EHT maakte in 2019 de eerste afbeelding van zijn schaduw; massa van enkele miljard zonmassa's.
Quasars — extreem heldere, ver verwijderde SMBH's die enorme hoeveelheden energie uitzenden en inzicht geven in het vroege heelal.

Samenvattend

Supermassieve zwarte gaten zijn kolossale, compacte objecten in het hart van bijna elk groot sterrenstelsel. Ze variëren van honderdduizenden tot miljarden zonmassa's en vormen zowel krachtige energieleveranciers (quasars, AGN) als sturende factoren voor de evolutie van hun gaststelsels. Hoewel veel basiskennis stevig staat, blijven hun exacte ontstaansmechanismen en vroege groeipaden een belangrijk onderzoeksveld in de astrofysica.

Het superzware zwarte gat in de kern van het superreus elliptisch sterrenstelsel Messier 87 in het sterrenbeeld Maagd. Het zwarte gat is als eerste rechtstreeks in beeld gebracht (Event Horizon Telescope, vrijgegeven op 10 april 2019).

Een artistiek concept van een quasar - een groeiend superzwaar zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel.

Formatie

Hoe superzware zwarte gaten ontstaan is nog niet bekend. Astrofysici zijn het erover eens dat wanneer een zwart gat zich eenmaal in het centrum van een melkwegstelsel bevindt, het kan groeien door materie aan te trekken en door samen te smelten met andere zwarte gaten. De vorming van gewone (stergrote) zwarte gaten uit de dood van de eerste sterren is uitgebreid bestudeerd en door waarnemingen ondersteund.

Er blijkt echter een kloof te bestaan tussen zwarte gaten van stellaire massa en superzware zwarte gaten.

Zwarte gaten van stellaire massa, gevormd uit instortende sterren, variëren tot misschien 33 zonsmassa's. Het minimale superzware zwarte gat is ongeveer honderdduizend zonsmassa's groot. Tussen deze uitersten lijken weinig zwarte gaten van gemiddelde massa te bestaan. Een dergelijke kloof zou suggereren dat de twee soorten door verschillende processen zijn ontstaan.

Uit waarnemingen blijkt dat quasars veel vaker voorkwamen toen het heelal jonger was. Superzware zwarte gaten van miljarden zonsmassa's waren al gevormd toen het heelal minder dan een miljard jaar oud was. Dit wijst erop dat superzware zwarte gaten zeer vroeg in het heelal ontstonden, in de eerste massieve sterrenstelsels.

De Melkweg SBH

Astronomen zijn ervan overtuigd dat ons eigen Melkwegstelsel een superzwaar zwart gat in zijn centrum heeft. Het bevindt zich op 26.000 lichtjaar van het zonnestelsel, in de richting van het sterrenbeeld Sagittarius. Het gebied heet Sagittarius A*, en het bewijs dat het een zwart gat is, is:

De ster S2 volgt een elliptische baan met een periode van 15,2 jaar en een pericentrum (dichtstbijzijnde afstand) van 17 lichturen (1,8×10¹³ m of 120 AU) van het centrum van het centrale object.
Uit de beweging van ster S2 kan de massa van het object worden geschat op 4,1 miljoen zonsmassa's.
De straal van het centrale object moet aanzienlijk kleiner zijn dan 17 lichturen, want anders zou S2 ermee in botsing komen of uit elkaar worden gerukt door getijdenkrachten. Uit recente waarnemingen blijkt dat de straal niet meer dan 6,25 lichtuur is, ongeveer de diameter van de baan van Uranus.
Alleen een zwart gat is dicht genoeg om 4,1 miljoen zonsmassa's in dit volume ruimte te bevatten.

Het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica en de UCLA Galactic Center Group hebben sterk bewijs geleverd dat Sagittarius A* de locatie is van een superzwaar zwart gat. Dit is gebaseerd op gegevens van de ESO en de Keck-telescoop. Ons galactische centrale zwarte gat heeft volgens berekeningen een massa van ongeveer 4,1 miljoen zonsmassa's, of ongeveer 8,2 × 10³⁶ kg.

Afgeleide banen van 6 sterren rond superzware zwarte gat kandidaat Sagittarius A* in het galactisch centrum van de Melkweg.

Zoek in de encyclopedie