Het donkere hart van de Melkweg: Sagittarius A*. 

Het donkere hart van de Melkweg: Sagittarius A*. ©  EHT Collaboration

Wetenschap

Jacht van decennia levert op: beelden van een zwart gat met gewicht van vier miljoen zonnen

Pal in het midden van ons sterrenstelsel ligt een zwart gat verscholen, waar al decennialang jacht wordt op gemaakt. Nu heeft het eindelijk een gezicht gekregen, in de vorm van een foto waarvan de ontwikkeling vijf jaar heeft geduurd.

Senne Starckx

Vandaag maakt de wereld kennis met het donkere hart van de Melkweg. In het hoofdkwartier van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht bij München werd deze namiddag de foto onthuld van het zwarte gat dat het centrum vormt van ons sterrenstelsel. Naar dat zwarte gat werd decennialang gezocht en onderzoek gedaan, en eigenlijk weten astronomen nog maar sinds kort zeker dat het ook effectief bestaat. Moesten er daarover nog twijfels zijn, dan zijn die nu met deze foto helemaal verdwenen. Gegroet Sagittarius A*, heerser van de Melkweg, middelpunt van de eeuwige rondedans der sterren.

Net als de allereerste foto van een zwart gat, die drie jaar geleden wereldnieuws was, werd ook deze genomen met de zogenoemde Event Horizon Telescope (EHT). Of beter, hij werd ermee samengesteld, want de EHT is geen echte telescoop maar wel een constellatie van acht radiotelescopen verspreid over de wereld. Samen vormen die een virtuele radiotelescoop, met een denkbeeldige schotelantenne zo groot als de aarde. De radiogolven die het beeld vormen werden opgepikt tijdens een tien dagen durende observatiecampagne in april 2017. Het beeld toont dus hoe Sagittarius A* er vijf jaar geleden bijlag in het sterrenbeeld Boogschutter (waarnaar de naam van het zwarte gat verwijst). Dat het zo lang heeft geduurd om de foto – de tweede dus van een zwart gat – te ontwikkelen toont aan wat voor krachttoer het fotograferen van zwarte gaten is.

Een zwart gat is met stip het meest bizarre object in het heelal. De zwaartekracht is er zo groot dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. Hoewel het ‘gat’ verwijst naar een punt met een oneindige massadichtheid (waar de vergelijkingen van Einsteins relativiteitstheorie tilt slaan) worden zwarte gaten meestal afgemeten aan de hand van hun waarnemingshorizon. Dat is de grens waar voorbij niets ontglipt aan de extreme zwaartekracht.

Op de foto van Sagittarius A* werpt zijn waarnemingshorizon een schaduw op de directe omgeving van het zwarte gat. Vandaar de donkere ronde vlek te midden van de oranjegele ring, gevormd door de straling van materie die tegen enorme snelheden rondom het zwarte gat cirkelt. Door de immense wrijvingskrachten is die materie tot gloeiend plasma verworden, waardoor de hele omgeving in straling baadt. De waarnemingshorizon van Sagittarius A* vormt een bolvorm met een diameter van zes miljoen kilometer. Dat is ongeveer 15 keer de afstand van de aarde tot de maan.

Eigenlijk had Sagittarius A* in 2019 de primeur moeten krijgen om als allereerste zwarte gat voor de camera te poseren, en niet M87*, dat 55 miljoen lichtjaar ver weg ligt en dat niet eens tot de Melkweg behoort. Dit terwijl de afstand tot ‘ons’ zwart gat slechts 27.000 lichtjaar bedraagt. Maar ondanks zijn nabijheid heeft Sagittarius A* het nadeel (voor fotografen) dat het een stuk lichter is dan M87*, een verschil van vier miljoen tegenover liefst 6,5 miljard zonmassa’s. En hoe zwaarder een zwart gat, hoe verder de waarnemingshorizon reikt en dus hoe groter het is. Het monsterlijk grote M87* is daardoor relatief stabiel. De stralende materie doet er weken over om eromheen te draaien, terwijl dat bij Sagittarius A* hoogstens een half uur duurt. En wat voor mensen geldt, geldt ook voor zwarte gaten: ze moeten even stilzitten als ze worden gefotografeerd, idealiter langer dan de sluitertijd. Bij de EHT-telescoop bedraagt die ettelijke uren. Bij M87* was dat geen probleem, bij Sagittarius A* dus wel. En zo werd M87* het allereerste gefotografeerde zwarte gat, een beeld dat op 10 april 2019 de wereld rondging – de intussen beroemde foto was trouwens samengesteld uit radiogolven opgepikt tijdens dezelfde waarnemingscampagne in 2017.

Maar de honderden radioastronomen en technici van het EHT-team hebben sindsdien niet stilgezeten. Ze vonden een manier om ondanks het sterk variabele karakter van Sagittarius A* ook van dit zwarte gat een min of meer scherpe foto te ontwikkelen. Na vijf jaar is ook die eindelijk klaar.

De Event Horizon Telescope (montage – ze staan verspreid over de wereld). 

De Event Horizon Telescope (montage – ze staan verspreid over de wereld). ©  ESO/M.

Meer over Astronomie

Aangeboden door onze partners