Top 10 Hele donkere weetjes over zwarte gaten

Zwarte gaten: ze spreken enorm tot de verbeelding. In talloze sciencefictionfilms spelen zwarte gaten een prominente rol, denk maar aan de bekende film Interstellar uit 2014. Een zwart gat wordt in films vaak opgevoerd als een boosdoener, als een wreedaardige slokop die alle materie in de buurt naar zich toetrekt en waaruit zelfs het licht niet kan ontsnappen.

Een zwart gat is inderdaad een gebied in de ruimte waar de zwaartekracht zo onvoorstelbaar sterk is dat alles in de omgeving erdoor wordt aangetrokken. Complete manen en planeten verdwijnen erin als ze te dicht in de buurt komen. Wat in een zwart gat valt, is onherroepelijk verloren. Hoewel we in 2026 dankzij nieuwe foto’s meer weten, blijft wat zich binnenin afspeelt nog steeds grotendeels voer voor de fantasie van filmmakers…

Hieronder een tiental fascinerende weetjes over zwarte gaten.

Je kunt een zwart gat niet rechtstreeks waarnemen

Een zwart gat ziet er inderdaad zwart uit. Ten opzichte van de omringende zwarte ruimte valt het zwart gat helemaal niet op. Omdat een zwart gat absoluut niets uitstraalt (geen licht, geen röntgenstraling, geen radiogolven, geen warmtestraling) kunnen aardse instrumenten het niet direct detecteren.

Toch kennen astronomen de positie van talrijke zwarte gaten in het heelal. Hoe? Door het effect waar te nemen dat een zwart gat heeft op zijn omgeving. Als bijvoorbeeld een ster te dicht in de buurt komt van een zwart gat, slorpt dit de materie van de ster op. De materie die naar het zwart gat toestroomt krijgt een enorme snelheid, wordt verschrikkelijk heet en zendt hierdoor röntgenstraling uit. Die röntgenstralen kunnen we detecteren op aarde. Sinds 2019 hebben we bovendien de eerste beelden van de gloeiende ring rondom de schaduw van een zwart gat.

Alleen gevaarlijk als je te dicht komt

Een zwart gat oefent een enorme aantrekkingskracht uit op alle objecten die in de buurt komen. Het wordt pas gevaarlijk als je te dicht komt. Voorbij een bepaald punt, de waarnemingshorizon, word je onherroepelijk naar het zwart gat gezogen en is terugkeren onmogelijk. Blijf je echter op afstand, dan kun je rustig zonder enig gevaar een zwart gat observeren. Een zwart gat is dus geen stofzuiger die het hele heelal leegzuigt, maar heeft een beperkt bereik.

Een enorm zwart gat in onze eigen Melkweg

Inderdaad, onze eigen Melkweg bezit een kolossaal supermassief zwart gat, dat zich in het centrum van de Melkweg bevindt. In 2022 werd voor het eerst een foto van dit monster gepubliceerd.

Astronomen gaven het zwart gat de benaming Sagittarius A*. Berekeningen tonen aan dat dit supermassief zwart gat een massa bezit die bijna 4 miljoen keer groter is dan de massa van de zon. Sagittarius A* slokt regelmatig gaswolken en af en toe een ster op. Er bestaat gelukkig geen gevaar voor onze planeet: de aarde bevindt zich op een veilige afstand van Sagittarius A*…

Een stervende ster veroorzaakt vaak een zwart gat

Sterren sterven op verschillende manieren, afhankelijk van hun massa (geen paniek, onze eigen zon gaat nog wel zo’n 5 miljard jaar mee!).

Een ster met een grote massa (bijvoorbeeld 20 keer de massa van onze zon) sterft als een spectaculaire supernova. Wanneer zo’n zware ster haar brandstof heeft opgebruikt, stort de kern van de ster in en de buitenste lagen exploderen. Zo blijft er een hele kleine kern over die een bijna oneindige massa bezit, een zogenaamde singulariteit. Een singulariteit vormt het centrum van een stellair zwart gat. De geëxplodeerde buitenste gaslagen vormen een ruimtenevel. De Krabnevel is hiervan een bekend voorbeeld.

Welke soorten zwarte gaten zijn er?

Volgens astronomen van NASA bestaan er minstens 3 soorten zwarte gaten.

Er zouden zogeheten primordiale zwarte gaten bestaan, ontstaan vlak na de oerknal, niet groter dan een atoom maar even zwaar als een hoge berg op aarde.

De meest voorkomende zwarte gaten zijn echter de stellaire black holes. Deze ontstaan tijdens een supernova en bezitten een massa die minstens 20 keer groter is dan die van onze zon. In de Melkweg zijn er dozijnen zwarte gaten van dit type.

Tenslotte kent men ook nog supermassieve zwarte gaten. Deze bevinden zich in het centrum van een sterrenstelsel en wegen meer dan één miljoen keer de massa van de zon. Astronomen vermoeden dat een gewoon zwart gat kan uitgroeien tot een supermassief zwart gat als het de gelegenheid heeft om alle omringende materie op te slokken.

Vreemde verschijnselen rond zwarte gaten

De normale beleving van de tijd verdwijnt wanneer een voorwerp bliksemsnel naar een zwart gat wordt getrokken. Stel dat je in een ruimteschip zit dat met een reusachtige snelheid naar een zwart gat wordt gezogen terwijl een waarnemer je in de gaten houdt. Door de gigantische snelheid (bijna de snelheid van het licht) gaat volgens de waarnemer de tijd voor jou langzamer lopen terwijl zijn eigen klok normaal tikt. Voor jou lijkt het alsof de klok van de waarnemer steeds sneller gaat lopen terwijl je eigen uurwerk normaal werkt. Jij zou dus minder snel oud worden dan de waarnemer, een interessant verschijnsel dat aan bod komt in heel wat sciencefictionfilms.

Er was röntgenstralingsonderzoek nodig om het eerste zwart gat te ontdekken

Cygnus X-1 was de eerste röntgenbron die werd ontdekt in het heelal (in het sterrenbeeld de Zwaan). Al in 1962 vermoedden astronomen dat er in dit sterrenbeeld een zwart gat aanwezig was, maar het duurde nog tot 1970 alvorens men dit met een röntgentelescoop kon bevestigen. Cygnus X-1 is een dubbelster, bestaande uit een zwart gat en een grote blauwe ster die langzaam wordt opgegeten. De materie van de blauwe ster wordt zo sterk versneld door het naburige zwart gat dat deze röntgenstraling gaat uitzenden.

Het dichtstbijzijnde zwart gat blijkt toch niet zo dichtbij

Lang werd aangenomen dat V4641 Sagittarii het dichtstbijzijnde zwart gat bij de aarde was. Een foutieve meting van de afstand leverde in 1999 1.600 lichtjaren op. Niet echt dicht bij de deur zou je denken, maar op astronomische schaal toch veel dichterbij dan verwacht. Latere metingen gaven echter aan dat V4641 Sagittarii een heel stuk verder verwijderd was: meer dan 20.000 lichtjaren zelfs. In 2020 werd echter een zwart gat ontdekt in het HR 6819-systeem op slechts 1.000 lichtjaar afstand, wat voorlopig het dichtstbijzijnde is.

Zwarte gaten en sciencefictionfilms

De lijst van sciencefictionfilms en televisiereeksen waarin zwarte gaten een rol spelen, is ellenlang. Interstellar is een van de bekendste recente films, maar denk ook aan Event Horizon en de Star Trek-film uit 2009. Zwarte gaten duiken op in televisiereeksen als Battlestar Galactica, Stargate: SG1 en de tv-serie Star Trek. De inventaris van romans, stripverhalen en games met een black hole in de hoofdrol is nog een heel stuk langer…

Bestaan er wormgaten?

Nog een populair thema in sciencefictionfilms: wormgaten. Sommigen denken dat een zwart gat het uiteinde is van een wormgat, een soort verbindingspijp waarin je je tegen een ongelooflijke snelheid naar een ander stuk van het heelal kunt verplaatsen. Via een wormgat zou je zelfs sneller dan het licht kunnen reizen, iets wat in de normale fysica onmogelijk is.

Een wormgat blijft echter een theoretisch begrip. Natuurkundigen breken zich het hoofd over wiskundige modellen die het bestaan ervan kunnen bewijzen. Tot nu toe is er echter niemand in geslaagd om aan te tonen dat wormgaten fysiek mogelijk zijn. Wat er zich precies in een zwart gat afspeelt, blijft voorlopig koffiedik kijken…