De James Webb Space Telescope (JWST) heeft een dramatische transformatie in het sterrenstelsel ‘Virgil’ blootgelegd, waarbij een verborgen superzwaar zwart gat is blootgelegd dat het huidige begrip van de galactische ontwikkeling te boven gaat. Deze ontdekking suggereert dat zwarte gaten feitelijk de galactische evolutie aandrijven, in plaats van andersom, en duidt op een populatie van vergelijkbare, verduisterde kosmische ‘monsters’ die op de loer liggen in het vroege heelal.
Een sterrenstelsel met twee gezichten: het Jekyll en Hyde-effect
Virgil, ongeveer 600 miljoen jaar na de oerknal waargenomen, lijkt goedaardig in ultraviolet en zichtbaar licht: een standaard jong sterrenstelsel dat stilletjes sterren vormt. Wanneer het sterrenstelsel echter door het Mid-infrared Instrument (MIRI) van JWST wordt bekeken, onthult het zijn donkere kant: een zwaar verduisterd superzwaar zwart gat dat materie in een buitengewoon tempo opslokt. Dit zwarte gat is ongewoon groot voor zijn gaststelsel, wat erop wijst dat het sneller groeide dan het stelsel zelf, een fenomeen dat eerder als onwaarschijnlijk werd beschouwd.
“JWST heeft aangetoond dat onze ideeën over hoe superzware zwarte gaten ontstonden vrijwel volkomen verkeerd waren”, zegt George Rieke van de Universiteit van Arizona. “Het lijkt erop dat de zwarte gaten in veel gevallen zelfs voorlopen op de sterrenstelsels.”
Deze discrepantie daagt de heersende theorieën uit dat sterrenstelsels en hun centrale zwarte gaten gelijktijdig evolueren. De ontdekking impliceert dat sommige zwarte gaten mogelijk het voortouw hebben genomen in de vroege kosmische ontwikkeling en de groei en structuur van hun gaststelsels hebben beïnvloed.
Het mysterie van de ‘kleine rode stippen’
Virgil behoort tot een klasse van vroege sterrenstelsels die bekend staat als ‘Little Red Dots’. Deze objecten, voor het eerst geïdentificeerd door JWST, waren ongeveer 600 miljoen jaar na de oerknal in overvloed aanwezig, maar lijken te verdwijnen tegen de tijd dat het universum 2 miljard jaar oud is. Deze verdwijning is een grote puzzel in de kosmologie. Door Virgil te bestuderen hopen astronomen het lot van deze vroege sterrenstelsels te achterhalen en te begrijpen waarom ze uit het zicht verdwenen. De mogelijkheid bestaat dat ze in verschillende soorten sterrenstelsels zijn getransformeerd, en de JWST helpt nu hun moderne nakomelingen te identificeren.
Infraroodvisie onthult de verborgen waarheid
De sleutel tot het ontdekken van Virgils ware aard ligt in infraroodobservatie. Terwijl stofwolken ultraviolet en zichtbaar licht effectief blokkeren, dringt infraroodstraling door deze barrières heen, waardoor de intense energieopbrengst van het zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel zichtbaar wordt. MIRI stelt wetenschappers in staat verder te kijken dan de ‘zachtaardige’ façade en de vraatzuchtige activiteit die daarbinnen verborgen zit bloot te leggen.
“Met MIRI kunnen we in feite verder kijken dan wat UV- en optische golflengten ons mogelijk maken te detecteren”, legt Pierluigi Rinaldi van het Space Telescope Science Institute uit. “Het is gemakkelijk om sterren waar te nemen… Maar er is meer dan alleen sterren, iets dat alleen MIRI kan onthullen.”
Dit suggereert dat er in het vroege heelal mogelijk nog veel meer door stof verduisterde superzware zwarte gaten onopgemerkt kunnen bestaan, die mogelijk een grotere rol spelen in de galactische evolutie dan eerder werd aangenomen.
Implicaties voor het begrijpen van het vroege heelal
De ontdekking van Vergilius roept een kritische vraag op: missen we een hele populatie kosmische ‘monsters’ simpelweg omdat onze huidige observatiemethoden hen in staat stellen zich in het volle zicht te verbergen? Terwijl JWST dieper in de kosmos blijft scannen, kan het onthullen dat deze verborgen kolossen veel vaker voorkomen dan verwacht, waardoor ons begrip van hoe sterrenstelsels en zwarte gaten op elkaar inwerken en evolueren, wordt herschreven. De voortdurende observaties van de JWST beloven deze kosmische vermommingen weg te nemen en een completer en mogelijk angstaanjagend beeld van het vroege universum te onthullen.
