Nieuwe kosmologische simulaties van astronomen van de Maynooth Universiteit tonen aan dat kleine “lichte” zwarte gaten in het vroege heelal uitzonderlijk snel hadden kunnen groeien, wat mogelijk zou kunnen verklaren hoe superzware zwarte gaten zo snel na de oerknal ontstonden. Dit onderzoek richt zich op een al lang bestaande puzzel in de astronomie: hoe zwarte gaten in relatief korte tijd tot enorme afmetingen zijn geëvolueerd.
De voedselwaanzin van vroege zwarte gaten
De simulaties tonen een chaotisch vroeg heelal, waar dichte en turbulente omstandigheden ervoor zorgden dat kleinere zwarte gaten snel omringende materie konden opslokken. Volgens Ph.D. kandidaat Daxal Mehta, veroorzaakten deze omgevingen wat onderzoekers ‘super Eddington-accretie’ noemen: een versnelde consumptie waarbij zwarte gaten materiaal sneller opnemen dan theoretisch mogelijk is.
Uit de simulaties bleek dat de eerste generatie zwarte gaten, slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal geboren, tienduizenden keer groter zou kunnen worden dan onze zon.
Deze snelle groei lost een belangrijke vraag op die is opgeworpen door waarnemingen van de James Webb-ruimtetelescoop: hoe bereikten vroege zwarte gaten zo snel zulke enorme afmetingen?
Lichte zaden versus zware zaden
Zwarte gaten worden onderverdeeld in twee typen: ‘zware zaden’ en ‘lichte zaden’. Zware zaden zijn bij de geboorte al enorm en kunnen mogelijk honderdduizenden keer de massa van de zon bereiken. Lichte zaden daarentegen beginnen veel kleiner (tien tot een paar honderd zonsmassa’s) en moeten uitgroeien om superzwaar te worden.
Jarenlang geloofden astronomen dat zware zaden essentieel waren voor het verklaren van de aanwezigheid van superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels. Uit het onderzoek van Maynooth University blijkt echter dat ‘tuinvariëteit’ zwarte gaten met stellaire massa in het vroege heelal met extreme snelheden kunnen groeien, onder de juiste omstandigheden.
Implicaties voor toekomstig onderzoek
De bevindingen geven een nieuwe vorm aan ons begrip van de oorsprong van zwarte gaten en benadrukken het belang van simulaties met hoge resolutie in de kosmologie. Het vroege heelal lijkt veel chaotischer dan eerder werd gedacht, met een grotere populatie van massieve zwarte gaten dan verwacht.
Dit onderzoek heeft ook implicaties voor de komende ESA/NASA Laser Interferometer Space Antenna (LISA)-missie, die gepland staat voor lancering in 2035. LISA kan zwaartekrachtsgolven detecteren die voortkomen uit de samensmelting van deze vroege, snelgroeiende zwarte gaten, wat verder bewijs levert voor de bevindingen van de simulaties.
De studie werd op 21 januari 2026 gepubliceerd in Nature Astronomy. De resultaten bevestigen dat het vroege heelal een turbulente periode was van snelle groei van zwarte gaten, waarin zelfs kleine zaadjes galactische kolossen konden worden.
