Astronomen hebben al geruime tijd geprobeerd te begrijpen waarom de grootste zwarte gaten in het heelal de afgelopen tien miljard jaar langzamer zijn gegroeid. Een recente studie heeft mogelijk een antwoord op dit mysterie gevonden: deze kolossale zwarte gaten hebben gewoonweg geen voedsel meer tot hun beschikking.
Superzware zwarte gaten hebben een enorme zwaartekracht, waardoor ze in de eerste miljard jaar na de oerknal kunnen uitgroeien tot een massa van miljoenen of zelfs miljarden keer die van de zon. Echter, sinds de ‘kosmische middag’, toen het heelal nog jong was, is hun groei aanzienlijk vertraagd.
Wetenschappers hebben zich afgevraagd of deze vertraging wordt veroorzaakt doordat er minder zwarte gaten actief worden gevoed, of dat een externe kracht hun groei beperkt. Nieuw onderzoek suggereert echter dat de echte reden eenvoudiger is: er is gewoon minder materie beschikbaar voor deze zwarte gaten om te consumeren.
Het onderzoek toonde aan dat zwarte gaten niet langzamer groeien omdat ze kleiner zijn geworden, maar omdat ze aanzienlijk minder materie verbruiken. Het bestuderen van de evolutie van zwarte gaten is van groot belang voor het begrijpen van de evolutie van sterrenstelsels en stervorming, aangezien zwarte gaten en hun sterrenstelsels samen evolueren.
Om de verandering in de groei van zwarte gaten in de loop der tijd te meten, hebben wetenschappers gegevens geanalyseerd van negen astronomische onderzoeken die voornamelijk waren gebaseerd op röntgenwaarnemingen van ruimtetelescopen zoals Chandra, XMM-Newton en eROSITA. Röntgenstraling is een effectieve manier om de groei van zwarte gaten te detecteren, aangezien deze sterk wordt geproduceerd wanneer zwarte gaten zich voeden met materie.
In totaal werden gegevens geanalyseerd van ongeveer 1,3 miljoen sterrenstelsels en 8.000 actieve superzware zwarte gaten. Uit het onderzoek bleek dat de afname in groei voornamelijk te wijten was aan een afname van koud gas, het belangrijkste ‘voedsel’ van zwarte gaten, na de kosmische middag ongeveer 10 miljard jaar geleden.
Deze afname in groei was aanzienlijk, met wetenschappers die schatten dat het groeitempo ongeveer 22 keer is afgenomen. Hoewel het onderzoek niet volledig verklaart waarom zwarte gaten in het zeer vroege heelal zo snel groeiden, beslaat het wel het grootste deel van de kosmische geschiedenis, ongeveer 75%.
In de toekomst zijn wetenschappers van plan om nog meer gegevens te gebruiken om grotere populaties van zwarte gaten te bestuderen, inclusief zeer oude of ‘verborgen’ zwarte gaten die zich achter dicht stof en gas bevinden. De bevindingen bevestigen dat het tijdperk van snelle groei van superzware zwarte gaten voorbij is, en dat hun aantal naar verwachting niet significant zal toenemen in de toekomst.
