Zaterdag 28/05/2022

NieuwsAstronomie

Sterrenkundigen schieten eerste beeld van ‘ons’ zwarte gat: ankerpunt van galactisch formaat

De eerste foto van Sagittarius A*, het supermassieve zwarte gat in het centrum van onze Melkweg. Beeld EHT Collaboration
De eerste foto van Sagittarius A*, het supermassieve zwarte gat in het centrum van onze Melkweg.Beeld EHT Collaboration

Voor het eerst krijgt de mensheid een directe blik op het zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Het beeld is volgens kenners zowel symbolisch als wetenschappelijk van nog groter belang dan de iconische foto van een ander zwart gat die in 2019 wereldwijd de voorpagina’s haalde.

George van Hal

Dames en heren, daar is hij dan: Sagittarius A*, het zwarte gat in het centrum van de Melkweg, het sterrenstelsel waarin we leven. Op gelijktijdige persconferenties over de hele wereld onthulden astronomen donderdagmiddag de betoverende blik op dat kosmisch gevaarte, gemaakt door de groep die in 2019 ook al de allereerste foto van een zwart gat presenteerde. De bevindingen werden gepubliceerd in tien artikelen in een speciale editie van het vakblad The Astrophysical Journal Letters.

Het nieuwe beeld toont opnieuw een compositie van schaduw en vuur. De schaduw, zwart in het midden, onthult de contouren van de zogeheten horizon van het gat, een point of no return waar voorbij niets nog aan zijn aantrekkingskracht kan ontsnappen, zelfs het licht niet. Het ‘vuur’ komt van de loeihete materie die om het zwarte gat klotst, gevangen maar nog niet verzwolgen, door elkaar gehusseld en samengeperst in de groteske zwaartekracht.

Hart kosmisch thuis

Meer nog dan die vorige foto uit 2019 vertelt deze een bijzonder verhaal. Zie hier het hart van ons kosmisch thuis, zegt het, het ankerpunt van onze plek in het heelal. Want om dit gevaarte – vier miljoen maal de massa van de zon, met een horizon grofweg vijftien maal de afstand van de aarde tot de maan – draait niet alleen de zon, de aarde en de gehele mensheid, maar ook elke andere ster in de Melkweg.

Dat maakt van Sagittarius A* het hart van een klokwerk van galactisch formaat, waarbij de wijzers naar menselijke maatstaven duizelingwekkend traag tikken. Een grove 240 miljoen jaar doen ‘we’ namelijk over één rondje, een periode zo lang dat het de opkomst én ondergang van de dinosauriërs en de geboorte van de mensheid omvat. Bang dat de aarde zelf in het reusachtige zwarte gat valt, hoeven we overigens niet te zijn. Net zoals onze planeet zich niet zomaar in de zon zal boren, ondanks de krachtige aantrekkingskracht van onze moederster.

Geheimen ontrafelen

Belangrijker nog dan de symbolische waarde, is dat deze flakkerende schaduw de poort opent naar verse wetenschappelijke kennis. ‘Het maken van een foto van het zwarte gat in het centrum van de Melkweg is de reden dat we ooit met dit project begonnen zijn’, zegt astronoom Heino Falcke van de Radboud Universiteit, een van de initiatiefnemers. Al in 2000 schreef hij met collega’s in het vakblad The Astrophysical Journal Letters dat je een kosmisch monster als Sagittarius A* in theorie moet kunnen vangen op de gevoelige plaat. ‘Nu kunnen we hem eindelijk in de ogen kijken en ontdekken welke geheimen hij heeft.’

Sagittarius A* is, ondanks dat niemand hem tot nog toe had gezien, namelijk een goede bekende. Uit eerdere metingen en resultaten, die in 2020 nog de Nobelprijs voor de natuurkunde opleverden, kennen astronomen bijvoorbeeld heel exact de massa van het gat.

Die massa laat zich via de wetten van Einsteins algemene relativiteitstheorie goed vertalen naar onder meer de grootte, maar ook de vorm en schakeringen van de schaduw van de horizon van het gat. ‘Met deze foto kunnen we onze kennis van de algemene relativiteitstheorie pas echt goed testen’, zegt Falcke. Dat is onder meer van belang omdat fysici de zwaartekracht, die in de relativiteitstheorie goed wordt beschreven, nog altijd niet helemaal begrijpen. En wat blijkt: de grootte van de schaduw en de ring voldoen perfect aan de verwachtingen. ‘Het past echt bizar exact op de voorspelling’, zegt Falcke.

Gezichtsbedrog

‘Een enorm mooie foto, beter dan ik had verwacht met alles dat tussen ons en Sagittarius A* in staat’, reageert Marcel Vonk, mathematisch natuurkundige aan de Universiteit van Amsterdam, auteur van een boek over zwarte gaten, zelf niet betrokken bij de nieuwe foto. Ook hij acht het nieuwe beeld van groot belang. ‘Alleen al omdat het de twééde foto is’, zegt hij. ‘Een tweede meting is in de wetenschap altijd belangrijker dan de eerste. Nu kun je gaan vergelijken, verschillen zoeken en die proberen te verklaren.’

Die verschillen lijken overigens miniem. De nieuwe foto lijkt behoorlijk op zijn voorganger, ondanks dat beide zwarte gaten een factor duizend in massa verschillen en in totaal andere sterrenstelsels wonen. Logisch, vindt astrofysicus Sera Markoff van de Universiteit van Amsterdam, die meewerkte aan de nieuwe foto. ‘Dit toont aan dat deze objecten van dichtbij door de algemene relativiteitstheorie worden geregeerd.’

De kleine verschillen die toch in de foto’s te zien zijn, worden vermoedelijk veroorzaakt door verschillen in het omringende materiaal. En zelfs dan is het meest in het oog springende verschil – de eerste foto toonde één heldere vlek in de vurige ring om de schaduw, de nieuwe drie – mogelijk gezichtsbedrog. ‘We nemen acht uur lang waar en in die tijd draait het materiaal rond het zwarte gat continu rond. Wat je ziet, is een middeling van die beweging. Aan de drie punten en de locaties van die punten moet je daarom niet teveel conclusies verbinden’, zegt Falcke.

Reuzetelescoop

Markoff onderzocht bovendien hoe dat kolkende materiaal om het zwarte gat zich in de nieuwe metingen gedraagt. Zo hopen zij en haar collega’s te ontdekken of Sagittarius A* een jet heeft, de reusachtige stroom gas en materie die uit sommige zwarte gaten de ruimte voorbij een sterrenstelsel in schiet. Zulke jets kunnen soms miljoenen of zelfs miljarden malen groter zijn dan het zwarte gat zelf.

De nieuwe foto is overigens niet direct geschoten met een fototoestel, maar is in de computer door een team van honderden wetenschappers uit tientallen verschillende landen gereconstrueerd uit meetgegevens van de Event Horizon Telescope, een groep van acht telescopen verspreid over de hele planeet. Door die gegevens achteraf wiskundig aan elkaar te knopen, ontstaat een effectieve reuzetelescoop die in staat is dit soort verre kosmische monsters te zien.

null Beeld

Missie voltooid

Ditmaal gebruikten ze daarvoor overigens dezelfde meetgegevens, verzameld in 2017, als bij de vorige foto van een zwart gat. De reden dat het ‘maken’ van deze foto zoveel langer duurde, is dat Sagittarius A* relatief veel beweeglijker is dan het zwarte gat in het verre sterrenstelsel M87, dat op de eerdere foto stond.

Door het kolkende materiaal verandert het beeld grofweg elke elf minuten, terwijl dat bij M87 een grove twee weken duurt. ‘Het is alsof je een foto wilt maken van een kleuter die niet stil wil zitten’, zei Falcke daar destijds over. En dan zit de mensheid ook nog eens ‘gevangen’ in hetzelfde sterrenstelsel als Sagittarius A*, zodat ons zicht versperd wordt door al het spul – gas, stof, en sterren – tussen ons en het galactisch centrum.

‘Nu dit gelukt is, voelt het alsof we onze missie pas echt hebben voltooid’, zegt Falcke, al zijn hij en zijn collega’s tegelijk nog lang niet klaar met het project. In 2018, 2021 en 2022 verzamelde de Event Horizon Telescope nieuwe meetgegevens. ‘En dan hebben we nu ook nog drie nieuwe telescopen in het netwerk, en allerlei nieuwe analysetechnieken die we op de data kunnen loslaten’, zegt EHT-projectdirecteur Huib Jan van Langevelde. Het volgende doel? Een filmpje. Zodat dit soort composities van schaduw en vuur ook nog gaan dansen.

De eerste foto van een zwart gat dateert uit 2019, van het zwarte gat in het centrum van het verre sterrenstelsel M87.  Beeld Event Horizon Telescope
De eerste foto van een zwart gat dateert uit 2019, van het zwarte gat in het centrum van het verre sterrenstelsel M87.Beeld Event Horizon Telescope

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234