Recente waarnemingen van de James Webb Space Telescope (JWST) suggereren dat ongewoon heldere, verre sterrenstelsels – ook wel ‘kleine rode stippen’ (LRD’s) genoemd – misschien niet zo buitengewoon zijn als aanvankelijk werd gedacht. Uit de eerste gegevens bleek dat deze sterrenstelsels een ongekende dichtheid aan sterren zouden kunnen bevatten, of zwarte gaten die de verwachte afmetingen voor hun leeftijd zouden overschrijden, wat grote herzieningen van de kosmologische modellen zou vereisen. Nieuwe bevindingen suggereren echter dat deze sterrenstelsels waarschijnlijk kleinere, ‘baby’ zwarte gaten bevatten.
Het mysterie van de kleine rode stippen
Bij zijn vroege waarnemingen van het vroege heelal heeft JWST honderden zeer heldere, roodverschoven sterrenstelsels gedetecteerd. Hun extreme helderheid vormde een uitdaging voor bestaande theorieën: óf ze bevatten een onmogelijk hoge concentratie sterren, óf hun centrale zwarte gaten waren veel massiever dan verwacht. Beide scenario’s zouden het huidige inzicht in de vorming van sterrenstelsels en zwarte gaten onder druk hebben gezet.
Stof of iets anders?
Vroege interpretaties gingen ervan uit dat de rode kleur van LRD’s te wijten was aan overvloedig stof, vergelijkbaar met rode sterrenstelsels dichter bij huis. Recente analyses hebben deze veronderstelling echter in twijfel getrokken. Onderzoekers vonden weinig bewijs van substantieel stof in deze sterrenstelsels, wat aanleiding gaf tot een herevaluatie van hun aard.
Herziene helderheidsschattingen
De oorspronkelijke helderheidsmetingen waren gebaseerd op extrapolatie van specifieke waterstoflichtfrequenties, waarbij werd uitgegaan van standaard stofgerelateerde lichtabsorptie. Een nieuwe studie, geleid door Jenny Greene van de Universiteit van Princeton, heeft licht rechtstreeks gemeten over meerdere frequenties (waaronder röntgenstraling en infrarood). Uit de resultaten bleek dat LRD’s bij de meeste golflengten, behalve zichtbaar licht, minstens tien keer zwakker zijn dan aanvankelijk werd geschat.
Implicaties voor de massa van zwarte gaten
Deze zwakkere realiteit heeft aanzienlijke gevolgen voor de zwarte gaten in het centrum van LRD’s. Volgens Greene: “Als er eigenlijk niet zoveel licht is als we dachten, zijn de massa’s van zwarte gaten waarschijnlijk veel bescheidener.” Dit verlicht de eerdere spanning, wat erop wijst dat deze zwarte gaten niet zo groot zijn als eerder werd gevreesd.
“Baby” zwarte gaten en zwart gatsterren
Rohan Naidu van MIT suggereert dat deze zwarte gaten kunnen worden beschouwd als ‘baby’ zwarte gaten, mogelijk ingebed in een speciale klasse van zwart gatsterren: een zwart gat omringd door dicht gas. Naidu merkt op dat LRD’s, in tegenstelling tot typische zwarte gaten waar veel energie verborgen zit, het grootste deel van hun energie lijken uit te zenden op golflengten die zichtbaar zijn voor telescopen.
Aanhoudende onzekerheid
Niet alle onderzoekers zijn het daarmee eens. Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge waarschuwt dat uitgestraald licht de groeisnelheid aangeeft en niet de totale massa, waardoor er enige onzekerheid bestaat over de ware grootte van de zwarte gaten. Greene beweert dat verminderde fotonenemissies een kleinere totale massaschaal impliceren, wat erop wijst dat de zwarte gaten minder zwaar zijn dan eerder werd gedacht.
** Concluderend suggereren nieuwe gegevens dat vroege sterrenstelsels wellicht niet de monsterlijke zwarte gaten herbergen waar aanvankelijk gevreesd voor werd. In plaats daarvan lijken ze kleinere, meer typische zwarte gaten te bevatten, waardoor de spanningen met de huidige kosmologische modellen afnemen.**
