Historisch: dit is de eerste foto van een zwart gat

Een hoogdag voor de astronomie: voor het eerst stelden sterrenkundigen een foto van een zwart gat voor. Het resultaat is een foto van een zwart gat dat drie miljoen keer zo groot is als onze aarde, bijna zo groot is als ons volledige zonnestelsel, en 6,5 miljard keer zo zwaar is als de zon. “De zwaargewicht kampioen van alle zwarte gaten in het heelal.” De primeur is weggelegd voor de astronomen van de Event Horizon Telescope (EHT), een internationale samenwerking. “We hebben hetgeen gezien waarvan we dachten dat het onmogelijk was om te zien”, aldus de directeur van EHT. 

Voor de eerste keer zijn astronomen erin geslaagd om een foto van een zwart gat te maken. Bijzonder, want tot zover had men geen enkel idee hoe zoiets er in werkelijkheid uitziet. Een zwart gat – of een gebied in de astronomische ruimte waar de zwaartekracht zo sterk is dat niets eruit ontsnapt, zelfs geen licht - is vrij abstract. Onderzoekers staarden zich een halve eeuw blind op het fotograferen van een superzwaar zwart gat. 

Nu dat eindelijk lukte, werd het resultaat wereldwijd met veel trots voorgesteld tijdens zes simultaan georganiseerde persconferenties. De ontdekking zou vergelijkbaar zijn met de maanlanding, en voortaan zal men spreken van “de tijd voor de foto en de tijd na de foto”. 

Op de foto is een lege ruimte te zien waarrond een heldere ring - bestaande uit fotonen die door de sterke zwaartekracht in een baan rondom het gat gedwongen worden - brandt. In het midden is er een donkere vlek. Dat is de schaduw van de waarnemingshorizon. Daarin verdwijnt het licht.

Het perfecte plaatje

Oorspronkelijk zouden er twee foto’s getoond worden. Eentje van Sagittarius A, dat zich in het midden van de Melkweg bevindt. En eentje van een nog groter zwart gat in het midden van Messier 87 (M87), een elliptisch sterrenstelsel in het sterrenbeeld Maagd. De astronomen toonden enkel de foto van Messier 87, met de belofte dat de foto van het zwart gat van ons sterrenstelsel nog zal volgen.

Gebrek aan licht

Aangezien een zwart gat geen licht uitzendt of terugkaatst, was het een heuse uitdaging om er een kiekje van te maken. Geen enkele telescoop is geavanceerd genoeg om een foto te maken. Daarom werd het internationale Event Horizon Telescope opgezet. Dat is een netwerk van acht radiotelescopen op vier continenten en meer dan tweehonderd mensen afkomstig uit minstens achttien landen. Het netwerk van telescopen maakte op exact hetzelfde moment foto’s. Via atoomklokken waren de telescopen op elkaar afgestemd zodat het hele proces synchroon verliep. Uiteindelijk werden de verschillende beelden verzameld en laag per laag samengevoegd. 

Het zwart gat is zo’n 50 tot 55 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Daar een foto van nemen komt neer op het fotograferen van een mosterdzaadje in Washington DC vanuit Brussel, zo zeiden de sterrenkundigen op de persconferentie in Brussel. Een tweede vergelijking die tot de verbeelding spreekt: vanuit een café in Parijs een krant in New York lezen.

Zwart gat, wat is dat?

In 1964 bedacht John Wheeler de term ‘zwart gat’. Maar het zou nog tot 1984 duren voordat het bestaan ervan niet langer in twijfel werd getrokken. Geen wonder, want je kan ze niet zien omdat ze geen licht uitstralen. In een vroeger leven straalde zo’n zwart gat overigens wél licht uit. Een zwart gat is eigenlijk wat overblijft na de explosie van een ster, een ster die veel zwaarder was dan de zon. Tijdens zo’n explosie produceert de ster eventjes zoveel licht als het hele sterrenstelsel waartoe het behoort. Om daarna voor eeuwig zwart te worden. Daarom werden zwarte gaten voor 1964 ‘bevroren sterren’ genoemd. Verder nog wordt de kern van de explosie zo compact dat een zwart gat ontstaat. Omdat er niets aan de zwarte gaten kan ontsnappen - er kan alleen maar wat invallen – groeien ze doorheen de tijd in massa.

Het waarnemen van zwarte gaten gebeurt indirect, door het gedrag van nabijgelegen sterren of gas te bestuderen. Opnieuw is het gebrek aan licht daar een oorzaak van. De zoektocht naar een goede manier om het bestaan van zwarte gaten aan te tonen, nam dan ook een tijdje in beslag. John Tonry, een sterrenkundige aan het California Institute of Technology, bracht het eerste zwarte gat – op overtuigende wijze - in 1984 in kaart door stersnelheden te meten. Daaruit bleek dat er in de kern van een sterrenstelsel sterren honderd miljoen keer dichter op elkaar gepakt zitten: maak kennis met het zwart gat.  (br.hln)