Voor het eerst zien astronomen een zwart gat

Al tientallen jaren praten astronomen erover alsof ze er zeker van zijn dat ze bestaan, en toch was er nog nooit echt een zwart gat gezien. Nu er een eerste ‘foto’ is van een zwart gat, kan er geen twijfel meer bestaan: ze zijn echt.

Tijdens zes gelijktijdige persconferenties maakte een internationaal team van wetenschappers vandaag bekend dat ze het zware zwarte gat in het centrum van het buursterrenstelsel Messier 87 op de gevoelige plaat hebben vastgelegd. Ze gebruikten acht radiotelescopen over de hele wereld die aan elkaar gekoppeld de grootste telescoop ooit vormen. Deze zogenoemde Event Horizon Telescope had één doel: het vastleggen van de waarnemingshorizon van een zwart gat. Dit is de regio in de buurt van een zwart gat waarbinnen niets meer aan zijn aantrekkingskracht kan ontsnappen. Ook licht niet.

Gebogen licht

De foto laat een oplichtende ring zien, die wordt veroorzaakt doordat het zwarte gat het licht in zijn directe omgeving sterk buigt. Normaal beweegt licht in een rechte lijn; een zwart gat verfrommelt die rechte lijnen tot zeer kromme banen. Licht draait dichtbij het zwarte gat praktisch rondjes eromheen. De zichtbare ring is het resultaat van een complex samenspel van dat rondcirkelende licht en de sterk gekromde ruimtetijd ter plekke.

De onderkant van de ring is wat helderder, omdat het licht er iets meer in onze richting beweegt. De zwarte regio in het midden is een schaduw van de waarnemingshorizon, daar waar het licht in het zwarte gat verdwijnt.

Pijlen op de boogschutter

Eerder liet Heino Falcke, hoogleraar radioastronomie van de Radboud Universiteit en een van de initiatiefnemers van de Event Horizon Telescope, nog aan NEMO Kennislink weten wat zijn verwachtingen waren: “Een vlek hier, en een vlek daar.” Maar deze cirkel lijkt ieders verwachtingen te overtreffen.

Jason Hessels is astronoom van ASTRON en bij de Universiteit van Amsterdam en is niet betrokken bij het onderzoek. Hij vindt het een knap resultaat. “Om zo’n hoge beeldresolutie te halen, moet je de telescopen heel goed afstellen. Die hebben veel last van de atmosfeer. Het is alsof je vanaf de bodem van een zwembad een foto probeert te maken van mensen aan de kant. Ik denk dat dit een van de memorabele ontdekkingen van de afgelopen tien tot twintig jaar is.”

Einstein heeft wéér gelijk

Er is ook nog een ander zwaar zwart gat waarop de Event Horizon Telescope nu zijn pijlen op richt: Sagittarius A*, in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel. Een wat lichter en daardoor kleiner zwart gat (vier miljoen zonsmassa’s) dat veel dichterbij staat. Door zijn lagere massa zou hij sneller bewegen en lastiger op de foto te zetten zijn.

Het belangrijkste is misschien wel dat zwarte gaten nu niet alleen maar op papier bestaan. Tijdens de persconferentie in Brussel liet Falcke weten dat zwarte gaten vanaf nu een experimentele wetenschap zijn. En Einstein, die het bestaan van zwarte gaten zo’n honderd jaar geleden voorspelde? Ja, het wordt misschien een beetje saai, maar hij heeft wéér gelijk gekregen. Falcke zei stiekem te hopen op sporen van afwijkende natuurkunde, maar dit zwarte gat lijkt precies te doen wat de algemene relativiteitstheorie voorspelt.