In het centrum van een sterrenstelsel genaamd NGC 1068, een superzwaar zwart gat verbergt zich in een dikke donutvormige wolk van stof en gas. Toen astronomen de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruikten om deze wolk in meer detail te bestuderen, ze deden een onverwachte ontdekking die zou kunnen verklaren waarom superzware zwarte gaten zo snel groeiden in het vroege heelal.

"Dankzij de spectaculaire resolutie van ALMA, we hebben de beweging van gas in de binnenste banen rond het zwarte gat gemeten, " legt Violette Impellizzeri van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) uit, werkzaam bij ALMA in Chili en hoofdauteur van een paper gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift . "Verrassend genoeg, we vonden twee gasschijven die in tegengestelde richtingen roteerden."

Superzware zwarte gaten bestonden al toen het heelal jong was - slechts een miljard jaar na de oerknal. Maar hoe deze extreme objecten, waarvan de massa tot miljarden keren de massa van de zon is, tijd had om te groeien in zo'n relatief korte tijdspanne, is een openstaande vraag onder astronomen. Deze nieuwe ALMA-ontdekking zou een aanwijzing kunnen zijn. "Tegengesteld draaiende gasstromen zijn onstabiel, wat betekent dat wolken sneller in het zwarte gat vallen dan in een schijf met een enkele draairichting, "zei Impellizzeri. "Dit zou een manier kunnen zijn waarop een zwart gat snel kan groeien."

NGC 1068 (ook bekend als Messier 77) is een spiraalstelsel op ongeveer 47 miljoen lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Cetus. In het centrum bevindt zich een actieve galactische kern, een superzwaar zwart gat dat zichzelf actief voedt vanuit een dunne, roterende schijf van gas en stof, ook wel accretieschijf genoemd.

Eerdere ALMA-waarnemingen lieten zien dat het zwarte gat niet alleen materiaal opslokt, maar ook gas uitspugen met ongelooflijk hoge snelheden - tot 500 kilometer per seconde (meer dan een miljoen mijl per uur). Dit gas dat uit de accretieschijf wordt verdreven, draagt ​​waarschijnlijk bij aan het verbergen van het gebied rond het zwarte gat voor optische telescopen.

Impellizzeri en haar team gebruikten ALMA's superieure zoomlens om het moleculaire gas rond het zwarte gat te observeren. Onverwacht, ze vonden twee tegengesteld draaiende schijven van gas. De binnenste schijf meet 2-4 lichtjaar en volgt de rotatie van de melkweg, terwijl de buitenste schijf (ook bekend als de torus) 4-22 lichtjaar meet en in de tegenovergestelde richting draait.

"Dit hadden we niet verwacht, omdat gas dat in een zwart gat valt, er normaal gesproken maar in één richting omheen draait, " zei Impellizzeri. "Iets moet de stroom hebben verstoord, omdat het onmogelijk is dat een deel van de schijf vanzelf achteruit begint te draaien."

Tegenrotatie is geen ongebruikelijk fenomeen in de ruimte. "We zien het in sterrenstelsels, meestal duizenden lichtjaren verwijderd van hun galactische centra, " verklaarde co-auteur Jack Gallimore van de Bucknell University in Lewisburg, Pennsylvania. "De tegenrotatie is altijd het gevolg van de botsing of interactie tussen twee sterrenstelsels. Wat dit resultaat opmerkelijk maakt, is dat we het op een veel kleinere schaal zien, tien lichtjaren in plaats van duizenden van het centrale zwarte gat."

De astronomen denken dat de achterwaartse stroming in NGC 1068 veroorzaakt kan worden door gaswolken die uit het gaststelsel vielen, of door een klein voorbijgaand sterrenstelsel in een tegengesteld draaiende baan die in de schijf is vastgelegd.

Momenteel, de buitenste schijf lijkt zich in een stabiele baan rond de binnenste schijf te bevinden. "Dat zal veranderen wanneer de buitenste schijf op de binnenste schijf begint te vallen, die kan gebeuren na een paar banen of een paar honderdduizend jaar. De roterende gasstromen zullen botsen en onstabiel worden, en de schijven zullen waarschijnlijk instorten bij een lichtgevende gebeurtenis als het moleculaire gas in het zwarte gat valt. Helaas, we zullen er niet zijn om het vuurwerk te aanschouwen, ' zei Gallimore.