Supermassief zwart gat
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.
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.
