Het superzware zwarte gat Sagittarius A*, dat midden in de Melkweg zit, is misschien helemaal geen zwart gat. Het lijkt eerder een klomp donkere materie, beweert een Italiaans team van astronomen.
In het hart van de Melkweg bevindt zich Sagitarrius A* (Sgr A*). De ontdekking ervan leverde Reinhard Genzel en Andrea Ghez in 2020 de Nobelprijs voor de natuurkunde op.
Het is een onzichtbaar object, maar door de beweging van de sterren en gaswolken eromheen te bestuderen, hebben astronomen toch de massa ervan bepaald. Daaruit blijkt dat het meer dan vier miljoen keer zo zwaar is als de zon.
Gaan we buitenaards leven ontdekken op ijsmanen?
De ruimtevaartorganisaties NASA en ESA spenderen momenteel miljarden aan missies naar de ijsmanen rond de planeten Jupiter en Saturnus.
Een donker, compact object dat zo zwaar is: dat moet wel een zwart gat zijn. Bovendien hebben bijna alle grote sterrenstelsels een superzwaar zwart gat in hun midden. Er zijn dus maar weinig wetenschappers die twijfelen aan de aard van Sgr A*.
Rare gaswolk
Astronomen van het International Center for Relativistic Astrophysics in Rome komen nu op basis van simulaties toch met een alternatief. Volgens hen is Sgr A* geen zwart gat, maar een stevige klomp donkere materie. Zo’n object zou net zo duister zijn als een zwart gat. Verder zou het nagenoeg even groot en even zwaar zijn, zodat het de sterren en gaswolken om zich heen op dezelfde wijze beïnvloedt.
Volgens de astronomen kan een donkerematerieklomp bepaalde waarnemingen beter verklaren dan een zwart gat. De beweging van de meest nabije sterren zou in hun simulaties net wat beter aansluiten op de werkelijkheid dan in traditionele computermodellen.
Ook zou hun idee het raadsel oplossen van gaswolk G2. Deze wolk zagen astronomen in 2014 zo dicht bij Sgr A* komen, dat ze verwachtten dat die door het zwarte gat zou worden opgeslokt. Tot hun verbazing zweefde G2 echter ongeschonden langs het duistere Melkweghart. Een iets minder compact object zou die passage beter verklaren dan een zwart gat.
Darkino
Je moet wel nogal wat aannames doen om de nieuwe verklaring te omarmen. Om zo’n klomp te kunnen vormen, moet donkere materie uit precies het juiste type deeltje bestaan: een zogeheten ‘darkino’. Dat zou een deeltje zijn dat zich net als het neutrino nauwelijks met andere deeltjes bemoeit, maar wel een stuk zwaarder is.
Niemand weet of zulke deeltjes wel bestaan. En zelfs als ze bestaan, is het onduidelijk of donkere materie eruit is opgebouwd. Donkere materie is immers nog nooit rechtstreeks gemeten en kan dus nog uit allerlei soorten deeltjes bestaan.
Een zwart gat is vooralsnog een veel simpelere verklaring. De meeste astronomen zullen het Melkweghart dus voorlopig als zodanig blijven aanduiden.
Dat geldt ook voor Sara Issaoun, astronoom aan de Radboud Universiteit in Nijmegen en gespecialiseerd in Sgr A*. Zij wijst erop dat het Italiaanse team geen duidelijke verklaring geeft voor de radiostraling die rondom het object gemeten is. ‘In ons zwart-gat-scenario hebben we een heel zwaar en compact object dat omringd wordt door een accretieschijf die straling uitzendt. Via die straling hebben we de grootte van de schijf gemeten’, zegt ze. ‘Deze metingen worden in hun onderzoeksartikel niet behandeld.’
Event Horizon Telescope
Het blijft echter lastig om definitief uitsluitsel te geven. De voorgestelde klomp donkere materie gedraagt zich immers bijna identiek aan een zwart gat. Het enige verschil is dat zo’n klomp net wat groter en net wat minder zwaar zou zijn.
Je zou het idee kunnen ontkrachten door een ster of gaswolk waar te nemen die vlak langs de gebeurtenissenhorizon scheert – de grens vanaf waar niets nog aan een zwart gat kan ontsnappen. Dan weet je dat het superzware object dermate klein is, dat het alleen maar een zwart gat kan zijn.
Mogelijk kunnen metingen van de Event Horizon Telescope zulke nauwe passanten onthullen. Dit wereldwijde netwerk van radiotelescopen baarde in 2019 opzien door de eerste foto van een zwart gat te presenteren. Dat was het zwarte gat M87*, maar de telescopen hebben hun vizier ook op Sgr A* gericht.
Ook zou een heel precieze meting van de massa van het object soelaas kunnen bieden. ‘Met onze huidige instrumenten kunnen we geen onderscheid maken tussen de twee voorspelde massa’s. Maar als we een heel scherp beeld van de schaduw van het object kunnen maken, kunnen we daaruit de massa afleiden’, zegt Issaoun. ‘In de verre toekomst kunnen we hopelijk met ruimtetelescopen zulke precieze metingen verrichten.’
Update 22 juni: Astrofysicus Sera Markoff van de Universiteit van Amsterdam is kritisch op de ‘behoorlijk speculatieve’ publicatie van het Italiaanse team. ‘Het is erg lastig om alle data van de Event Horizon Telescope én de scherp begrensde metingen van straling van Sgr A* met zo’n model te verklaren. Dat doen ze dan ook niet; ze richten zich op slechts één stukje van het totaalplaatje’, zegt ze. ‘Het is goed dat mensen dit soort dingen uitproberen, maar ze moeten niet alleen de data uitkiezen die ze bevalt en de rest negeren.’
