Een onderzoeksteam onder leiding van wetenschappers van Cardiff University zegt dat ze beter begrijpen hoe een superzwaar zwart gat (SMBH) wordt geboren dankzij een nieuwe techniek die hen in staat heeft gesteld om in ongekend detail in te zoomen op een van deze raadselachtige kosmische objecten.

Wetenschappers zijn er niet zeker van of SMBH's kort na de oerknal in de extreme omstandigheden zijn gevormd. in een proces dat een 'directe ineenstorting' wordt genoemd, of veel later zijn gegroeid uit 'zaad'-zwarte gaten als gevolg van de dood van massieve sterren.

Als de vorige methode waar zou zijn, SMBH's zouden worden geboren met extreem grote massa's - honderdduizenden tot miljoenen keren massiever dan onze zon - en zouden een vaste minimumgrootte hebben.

Als dit laatste waar zou zijn, zouden SMBH's relatief klein beginnen, ongeveer 100 keer de massa van onze zon, en beginnen in de loop van de tijd groter te worden door zich te voeden met de sterren en gaswolken die om hen heen leven.

Astronomen streven er al lang naar om SMBH's met de laagste massa te vinden, welke de ontbrekende schakels zijn die nodig zijn om dit probleem te ontcijferen.

In een vandaag gepubliceerde studie het door Cardiff geleide team heeft de grenzen verlegd, het onthullen van een van de SMBH's met de laagste massa ooit waargenomen in het centrum van een nabijgelegen melkwegstelsel, met een gewicht van minder dan een miljoen keer de massa van onze zon.

De SMBH leeft in een sterrenstelsel dat bekend staat als "Mirach's Ghost", vanwege de nabijheid van een zeer heldere ster genaamd Mirach, waardoor het een spookachtige schaduw krijgt.

De bevindingen zijn gedaan met behulp van een nieuwe techniek met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een ultramoderne telescoop die hoog op het Chajnantor-plateau in de Chileense Andes staat en wordt gebruikt om licht van enkele van de koudste objecten in het heelal te bestuderen.

"De SMBH in Mirach's Ghost lijkt een massa te hebben binnen het bereik dat wordt voorspeld door 'directe ineenstorting'-modellen, " zei Dr. Tim Davis van de School of Physics and Astronomy van Cardiff University.

"We weten dat het momenteel actief is en gas inslikt, dus sommige van de meer extreme 'directe ineenstorting'-modellen die alleen zeer massieve SMBH's maken, kunnen niet waar zijn.

"Dit alleen is niet genoeg om definitief het verschil te zien tussen het 'zaad'-beeld en 'directe ineenstorting' - daarvoor moeten we de statistieken begrijpen, maar dit is een enorme stap in de goede richting."

Zwarte gaten zijn objecten die zijn ingestort onder het gewicht van de zwaartekracht, kleine maar ongelooflijk dichte gebieden van de ruimte achterlatend waaruit niets kan ontsnappen, niet eens licht.

Een SMBH is het grootste type zwart gat dat honderdduizenden kan zijn, zo niet miljarden, maal de massa van de zon.

Er wordt aangenomen dat bijna alle grote sterrenstelsels, zoals onze eigen Melkweg, bevatten een SMBH in het midden.

"SMBH's zijn ook gevonden in zeer verre sterrenstelsels zoals ze slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal verschenen", zei dr. Marc Sarzi, een lid van het team van Dr. Davis van het Armagh Observatory &Planetarium.

"Dit suggereert dat op zijn minst sommige SMBH's in zeer korte tijd enorm kunnen zijn gegroeid, wat moeilijk te verklaren is volgens modellen voor de vorming en evolutie van sterrenstelsels."

"Alle zwarte gaten groeien als ze gaswolken inslikken en sterren verstoren die te dicht bij hen komen, maar sommigen hebben een actiever leven dan anderen."

"Het zoeken naar de kleinste SMBH's in nabijgelegen sterrenstelsels zou ons daarom kunnen helpen onthullen hoe SMBH's beginnen, " vervolgde Dr. Sarzi.

In hun studie hebben het internationale team gebruikte gloednieuwe technieken om verder in te zoomen in het hart van een klein nabijgelegen sterrenstelsel, genaamd NGC404, dan ooit tevoren, waardoor ze de wervelende gaswolken konden observeren die de SMBH in het midden omringden.

Met de ALMA-telescoop kon het team de gaswolken in het hart van de melkweg oplossen, onthullende details met een doorsnede van slechts 1,5 lichtjaar, waardoor dit een van de gaskaarten met de hoogste resolutie is die ooit van een ander sterrenstelsel zijn gemaakt.

Door deze melkweg met zo'n hoge resolutie te kunnen observeren, heeft het team een ​​decennium aan tegenstrijdige resultaten kunnen overwinnen en de ware aard van de SMBH in het centrum van de melkweg kunnen onthullen.

"Onze studie toont aan dat we met deze nieuwe techniek echt kunnen beginnen met het onderzoeken van zowel de eigenschappen als de oorsprong van deze mysterieuze objecten, " vervolgde Dr. Davis.

"Als er een minimale massa is voor een superzwaar zwart gat, we hebben het nog niet gevonden."

De resultaten van het onderzoek zijn vandaag gepubliceerd in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .