Zwarte gaten, monsters der heelal

Hallo astrobloggers,

We verlaten de nova’s, supernova’s, hypernova’s en quarknova’s voor iets dat nog indrukwekkender is in het heelal. Het gaat over een creatie van een hypernova. In dit artikel probeer ik jullie op een duidelijke manier uit te leggen wat zwarte gaten zijn.

Stervende ster wordt zwart gat

Wanneer een zware ster sterft, stort de kern van de ster ineen. Dit verschijnsel noemen we een supernova, of bij extreem grote implosies, een hypernova. Wanneer de massa van de kern van de ingestorte ster de Oppenheimer-Volkofflimiet heeft overschreden, implodeert de ster verder tot een zwart gat. Dit komt omdat de zwaartekracht die op de ster drukt zo groot is dat deze het uiteindelijk wint van de massa van de ster. Wat nu nog overblijft is een singulariteit (enorm heet en klein punt met een oneindige dichtheid) met daarrond de zogenaamde ‘waarnemingshorizon’. Vanaf het moment er materie in deze waarnemingshorizon komt, is er geen ontsnappen meer mogelijk aan de gigantisch grote zwaartekracht. Zelfs het snelste element uit het universum kan niet ontsnappen aan een zwart gat. Licht is met een snelheid van 299 792km/s niet snel genoeg om zich van de enorme zwaartekracht te onttrekken.

Verdere evolutie van zwart gat

Een tijd lang dachten wetenschappers dat zwarte gaten voor eeuwig bleven bestaan. Volgens de Engelse natuurkundige Stephen Hawking zouden zwarte gaten na verloop van tijd hun massa verliezen in de vorm van energie. Stephen Hawking ontdekte dat sommige deeltjes en antideeltjes in het zwart gat elkaar niet altijd opheffen, maar dat er soms eens een deeltje wordt opgeslokt door het zwart gat, en het andere de ruimte in wordt ‘gestraald’. Deze straling van deeltjes in de ruimte wordt dan ook de Hawkingstraling genoemd, naar de ontdekker. Zwarte gaten verdampen dus langzaamaan. Wat ook opmerkelijk is, is dat alle materie die werd opgeslokt door een zwart gat ook weer vrij komt bij het verdampen van het zwart gat.

Soorten zwarte gaten

Er zijn verschillende soorten zwarte gaten. De zwarte gaten waar ik het in dit artikel hoofdzakelijk over heb zijn stellaire zwarte gaten. Dit zijn zwarte gaten die ontstaan na de dood van een ster en die een massa hebben van 5 tot 100 keer de massa van de zon. Een tweede en derde soort zijn middelzware en superzware zwarte gaten. Middelzware zwarte gaten zijn zwarte gaten met een massa van 500 tot 1000 zonnemassa’s. Superzware zwarte gaten hebben dan weer een massa van meer dan een miljoen keer de massa van de zon. Deze bevinden zich vooral in de kernen van sterrenstelsels en worden ook wel quasars genoemd, daarover in het volgende artikel trouwens meer. Een laatste soort zwarte gaten zijn miniatuur zwarte gaten. Dit zijn heel kleine zwarte gaten met afmetingen tussen die van een proton (10−15 meter) en een Planckdeeltje (10−35 meter). Dit type zwarte gaten verdampt in een fractie van een seconde, en zouden al bij de oerknal hebben bestaan. Deze worden gevormd door de druk van buitenaf, en niet door de zwaartekracht in tegenstelling tot de andere zwarte gaten.

Witte en grijze gaten?

Het klinkt raar, maar buiten zwarte gaten hebben we ook nog grijze en witte gaten. Witte gaten zouden het tegenovergestelde van zwarte gaten zijn. In plaats van energie op te slokken, zouden ze energie die in een zwart gat terecht kwam terug uitspuwen. Dit is wel een hypothetisch gat. Het zou wel kunnen dat witte gaten eigenlijk gammaflitsen of quasars zijn, en dan bestaan ze wel. Grijze gaten is dan weer een andere naam voor Q-sterren. Dit zijn zware neutronensterren, en wordt vaak door elkaar gehaald met zwarte gaten.

Invloed op Aarde/mens?

Voor zwarte gaten hoeven we hier niet te vrezen. Het is niet zo dat zwarte gaten reizende objecten zijn die op zoek zijn naar materie om op te slokken. Ze staan op een vaste plaats in het heelal en nemen vanaf die plaats alle materie op die hen kruist. Ook onze eigen ster vormt in dat opzicht geen gevaar voor ons, ze is namelijk te licht om tot een zwart gat in te storten. Maar dan zitten we nog met de vraag: “Wat gebeurd er met ons lichaam als we in de buurt van een zwart gat komen?”. Het antwoord is het volgende: Wanneer we te dicht in de buurt van een zwart gat komen, is het verschil in aantrekkingskracht bij onze benen zo groot met de aantrekkingskracht van onze romp, dat we in twee zouden worden gerukt. Dit fenomeen staat officieel bekend onder de naam ‘spaghettificatie’.

Sagittarius-A

In ons eigen melkwegstelsel zitten er ook zwarte gaten. Het zwaarste zwarte gat bevindt zich in de kern van ons sterrenstelsel op een afstand van 25 900 lichtjaar van de zon. Het gaat om een zwart gat die zo’n 4miljoen zonnemassa’s bevat en valt daarbij onder de classificatie ‘superzwaar zwart gat’. De naam van dit zwart gat is Sagittarius-A, genoemd naar het sterrenbeeld Sagittarius, of boogschutter, waar we het kunnen terugvinden. Het zwart gat is wel noch met het blote oog, noch met een verrekijker of telescoop waar te nemen omdat het geen licht uitstraalt. Het straalt wel veel radiostraling uit, waardoor we zijn aanwezigheid wel bemerken.

Volgende week schotel ik jullie de giganten onder de zwarte gaten voor: quasars! Zeker lezen dus!

Maxim Reckelbus :)