Recente waarnemingen hebben aangetoond dat er zich in het centrum van elk sterrenstelsel een superzwaar zwart gat bevindt. Echter, wat is de oorsprong van deze superzware zwarte gaten? Het is vandaag nog steeds een mysterie. Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de National Astronomical Observatory of Japan en het Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) in Taiwan heeft een extreme supernova voorspeld van een superzware ster, mogelijk de stamvader van superzware zwarte gaten. Hun berekening suggereerde dat deze supernova kan worden waargenomen door de James Webb Space Telescope (JWST) die eind 2021 gelanceerd zal worden.

Het bestuderen van de vorming van superzware zwarte gaten is een belangrijk onderwerp in de moderne astrofysica. De leidende theorie suggereert de zaden van superzware zwarte gaten gevormd na de dood van de eerste massieve sterren in het vroege heelal, en toen bleven deze zaden het omringende gas accumuleren en vormden ze zich vandaag de dag tot superzware zwarte gaten. Echter, deze theorie werd uitgedaagd omdat de zwaarste sterren die in het lokale universum worden waargenomen, ongeveer een of tweehonderd zonsmassa's hebben. Als de eerste sterren met een paar honderd zonsmassa's sterven als zaden van een zwart gat, die de hoogste accretie-efficiëntie moeten behouden om de superzware zwarte gaten te vormen die tegenwoordig worden waargenomen. Maar het is erg moeilijk om in een realistische omgeving een hoge accretiesnelheid te behouden.

Assistent Onderzoeker, Ke-Jung Chen van ASIAA Taiwan stelde een relativistische instabiliteitssupernova voor van een oer-superzware ster (10 ⁴ -10 ⁵ zonnemassa's) in zijn onderzoekspaper uit 2014. "Er is misschien een klein aantal van de eerste sterren in het vroege heelal met tienduizenden zonsmassa's. Ze zijn waarschijnlijk de voorouders van superzware zwarte gaten in sterrenstelsels. Omdat hoe massiever het zaad van het zwarte gat is, hoe efficiënter het is om de omringende materie door te slikken. De zwarte gaten hoeven geen hoge accretiesnelheid te behouden om snel te groeien, " zei Chen.

Maar hoe te bewijzen dat deze massieve sterren ooit hebben bestaan? Dit is een observatie-uitdaging, omdat de meeste van deze superzware sterren zullen instorten tot zwarte gaten. Gebaseerd op het door Chen voorgestelde supernovamodel, het onderzoeksteam voerde een nieuwe stralingstransportsimulatie uit en ontdekte dat de komende JWST-missie een kans heeft om deze supernova te observeren! Als het tegen die tijd daadwerkelijk wordt waargenomen, de oorsprong van het superzware zwarte gat in de melkweg dat afkomstig is van de eerste superzware ster kan worden bevestigd. Laten we afwachten!