James Webb Space Telescope ontdekt hoe zwarte gaten zichzelf voeden

De James Webb Space Telescope heeft het eerste directe bewijs geleverd van hoe superzware zwarte gaten zichzelf in stand houden door zich te voeden met omringend gas en stof. Waarnemingen onthullen een continue cyclus waarin de eigen energie-output van het zwarte gat omstandigheden creëert die meer materiaal aantrekken, waarmee een langdurig mysterie in de astrofysica wordt opgelost.

Deze ontdekking beïnvloedt ons begrip van de evolutie van sterrenstelsels, aangezien superzware zwarte gaten zich in de centra van de meeste grote sterrenstelsels bevinden, waaronder de Melkweg. De bevindingen tonen aan dat deze zwarte gaten hun eigen groei kunnen reguleren via terugkoppelingslussen, wat de stervorming en de verdeling van materie in hun gastheersterrenstelsels beïnvloedt.

De doorbraak is belangrijk omdat het verklaart hoe zwarte gaten kunnen groeien tot miljarden keren de massa van de zon, ondanks het consumeren van enorme hoeveelheden materiaal. Zonder een dergelijk zelfvoorzienend mechanisme zouden zwarte gaten snel hun brandstofvoorraad uitputten en stoppen met groeien, wat in tegenspraak is met waarnemingen van massieve zwarte gaten in het vroege heelal.

Belangrijke details uit de studie omvatten waarnemingen van een superzwaar zwart gat in een sterrenstelsel op ongeveer 10 miljard lichtjaar afstand. De James Webb Space Telescope, gelanceerd in december 2021, gebruikte zijn infraroodinstrumenten om door stofwolken heen te kijken en het voedingsproces vast te leggen. Het onderzoek werd uitgevoerd door een internationaal team onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Kentucky en gepubliceerd in een recent artikel.

Eerdere studies hadden getheoretiseerd dat zwarte gaten zichzelf konden voeden via dergelijke cycli, maar direct bewijs ontbrak. Eerdere telescopen misten de gevoeligheid om de ingewikkelde details van het accretieproces waar te nemen. De geavanceerde mogelijkheden van de James Webb Space Telescope stelden astronomen eindelijk in staat om het mechanisme te bevestigen.

De volgende stappen omvatten het observeren van meer zwarte gaten om te zien of dit voedingsproces gebruikelijk is bij verschillende typen en groottes. Het team is van plan om aanvullende James Webb-waarnemingen te gebruiken om te bestuderen hoe de terugkoppelingslus varieert met de massa van het zwarte gat en de galactische omgeving, wat modellen van de vorming en evolutie van sterrenstelsels kan verfijnen.