Iedereen doet altijd net of ze bestaan, de ‘zwarte gaten’ die een zwaartekrachtveld hebben waardoor zelfs licht wordt opgeslokt (vandaar de naam), maar niemand heeft ze ooit echt waargenomen. Een groep Europese astronomen van, onder meer, de Nederlandse Radbouduniversiteit hebben van de Europese Onderzoeksraad € 14 miljoen gekregen om zo’n gedacht ‘zwart gat’ eens wat nader te onderzoeken en het bewijs van hun bestaan te leveren. 

Sagittarius A* (foto: WIkicommons)

Midden in de Melkweg, het sterrenstelsel waar ons eigen zonnestelsel deel van uit maakt, ligt Sagittarius A*. Dat is een mysterieuze bron van radiostraling. Het zou een zwart gat kunnen zijn, maar zeker weten astronomen het nog niet. Als er een zwart gat is, is er ook een waarnemingshorizon en een schaduw daarvan. Een waarnemingshorizon is de grens rond een zwart gat waarlangs licht wel naar binnen kan gaan, maar niet meer terug kan keren. Het BlackHoleCam-project heeft als doel die te meten. Ook wordt er naar nieuwe radiopulsars (neutronensterren die radiogolven uitzenden) gezocht in de buurt van dit zwarte gat. De metingen worden vervolgens vergeleken met geavanceerde computersimulaties die op basis van zwaartekrachttheorieën het gedrag van licht en materie rond zwarte gaten voorspellen. Hierbij zal de onderzoeksgroep, onder leiding van Heino Falcke van de Radboud Universiteit Nijmegen en ASTRON, Michael Kramer van het Max-Planckinstituut voor radioastronomie en Luciano Rezzolla van de Goethe-universiteit in Frankfurt en het Max Planck-instituut voor geofysica, verschillende telescopen over de hele wereld gebruiken.
“Hoewel de meeste astrofysici geloven dat zwarte gaten bestaan, heeft eigenlijk niemand er ooit een gezien,” zegt Falcke, hoogleraar radioastronomie. “De techniek is nu zo ver gevorderd dat we zwarte gaten echt in beeld kunnen krijgen en hun bestaan kunnen bewijzen of weerleggen: zonder waarnemingshorizon  geen zwarte gaten’.
De vraag is dan hoe je die ‘zwarte gaten’ vastlegt. Als gasvormige materie door zwaartekracht naar de waarnemingshorizon van het ‘zwarte gat’ wordt aangetrokken, produceert die materie een sterke radiostraling voordat die verdwijnt. De waarnemingshorizon zou dan een donkere schaduw op die heldere emissie moeten werpen. De onderzoekers willen dit fenomeen nu waarnemen rond de mysterieuze bron van radiostraling, Sagittarius A*. Dit object zou ongeveer vier miljoen keer zo zwaar zijn als de zon en het zou het dynamische centrum van de Melkweg zijn. Gezien de grote afstand tot Sagittarius A* komt de grootte van die schaduw overeen met een appel op de maan gezien vanaf de aarde.
Het zou mogelijk moeten zijn om zelfs zulke kleine details waar te nemen door metingen van hoge-frequentie radiotelescopen over de hele wereld te combineren. Deze techniek staat bekend als VLB-interferometrie. Falcke heeft deze ‘waarnemingshorizontelescoop’ vijftien jaar geleden voor het eerst voorgesteld en nu werkt een internationaal samenwerkingsverband aan de verwezenlijking van dat idee. Falcke: “Met deze subsidie​ en de uitstekende Europese expertise zullen wij samen met onze internationale partners in staat zijn deze klus te klaren.”
Hoe is te bewijzen dat er een ‘zwart gat’ in onze Melkweg is en niet iets anders dat zeer overeenkomstig gedrag vertoont​? Om dit bewijs te kunnen leveren zullen de onderzoekers de metingen van de schaduw van het zwarte gat en de beweging van pulsars en de sterren rond Sagittarius A* vergelijken met gedetailleerde computersimulaties op basis van zwaartekrachtstheorieën die het gedrag van licht en materie rondom zwarte gaten voorspellen. “De afgelopen jaren hebben wij enorme vooruitgang geboekt in de computationele astrofysica,” stelt Luciano Rezzolla, hoogleraar theoretische astrofysica. “We kunnen nu precies uitrekenen hoe ruimte en tijd worden vervormd door de immense zwaartekrachtsvelden van een zwart gat en bepalen hoe licht en materie zich in de buurt van zwarte gaten voortplanten. Einsteins algemene relativiteitstheorie is de beste zwaartekrachtstheorie die we kennen, maar het is niet de enige. We maken gebruik van deze observaties om te achterhalen of het fenomeen zwart gat, één van de meest gekoesterde astrofysische objecten, ​​wel of niet bestaat.”

Bron: Alpha Galileo