Een wereldwijd netwerk van radiotelescopen heeft een baanbrekende foto opgeleverd van het supermassieve zwarte gat in het centrum van Messier 87, een sterrenstelsel in het sterrenbeeld Maagd. Uit de foto hebben de sterrenkundigen het zwarte gat en zijn omringende, ultrahete stofschijf gekarakteriseerd.

Wetenschappers afkomstig uit veertig landen hebben berekend dat die 6,5 miljard keer zo zwaar is als onze zon, met een doorsnede van 40 miljard kilometer, enkele honderden keren de afstand tussen de zon en ons. Bovendien roteert het hemellichaam met een geweldige snelheid.

Zwarte gaten zijn gebieden in het heelal waar de zwaartekracht de ruimte en tijd zo sterk vervormt, dat niets eraan kan ontsnappen. Omdat ze ontzettend compact en zwaar zijn, verzwelgen de bolvormige gaten alle nabije materie en straling. Het is als een draaikolk vol fuiken: alles valt voortdurend naar binnen, maar terugkeer is onmogelijk.

De resultaten zijn het eerste directe bewijs voor het bestaan van zwarte gaten. Sterrenkundigen wisten weliswaar dat die moesten bestaan, maar dat was alleen nog zijdelings bewezen.
De samenwerking van radioteles­copen op onder meer Hawaii, de Zuidpool en de Sierra Nevada kan deze verwachtingen nu verifiëren. In Chili staat ook een gelieerd observatorium, ALMA.

‘Daarbij is de Leidse Sterrewacht nauw betrokken’, aldus Remo Tilanus, projectmanager van het zogeheten Event Horizon Telescope.

Om de huidige foto te kunnen maken, zou eigenlijk een telescoop ter grootte van de aarde nodig zijn. De Event Horizon Telescope kun je je voorstellen als een verzameling fragmenten van zo’n kolossale radioschotel. Die leverden in het voorjaar van 2017 de eerste stukjes op van een incomplete puzzel. ‘Daarvoor was de ALMA-telescoop essentieel’, vertelt Tilanus.
Het internationale team wist mede daaruit een natuurgetrouw beeld te reconstrueren. Pas sinds kort bestaat daarvoor voldoende computerkracht. Met slimme algoritmen kon het team de fotofragmenten van het zwarte gat en de stofschijf aaneenknopen.

Een indrukwekkende resolutie was daarvan het resultaat: een foto die je met vergelijkbare scherpte van de maan maakt, zou Neil Armstrongs eerste voetafdruk waarneembaar maken.
In een afgeladen collegezaal van de Sterrewacht, zelfs de gang stond vol, volgden Leidse sterrenkundigen de persconferentie in Brussel waar de ontdekking werd gepresenteerd. Nadat het eerste echte beeld van het zwarte gat was verschenen volgde een warm applaus.

‘Het is een doorbraak die niet alleen wetenschappelijk relevant is, maar ook voor de maatschappij veelbetekenend’, zei Vincent Icke, emeritus hoogleraar aan de Sterrewacht, na afloop. ‘Dit is niet langer een stip aan de horizon. We zijn daar nu voorbij.’

Einsteins algemene relativiteitstheorie uit 1915 voorspelt nauwkeurig wat voor beeld een zwart gat moet veroorzaken: een schaduwspel dat tegelijkertijd de voor- en achterzijde van het zwarte gat onthult.

Deze waarneming vormt een directe toets van die theorie, ruim een eeuw na dato. Afwijkingen zouden interessant zijn, maar zijn zeer onwaarschijnlijk.

De resultaten zijn nog maar het begin. De Event Horizon Telescope streeft ernaar de komende jaren ook een superzwaar zwart gat in een ánder sterrenstelsel te fotograferen. Door uitbreiding van het aantal telescopen, kan bovendien de scherpte en gevoeligheid van de foto’s verder worden vergroot.