De gevestigde wetenschappelijke opvatting dat supermassieve zwarte gaten en hun gaststelsels in een vast tempo samen groeien, is wankel geworden. Recent onderzoek heeft acht uitzonderlijke systemen aan het licht gebracht waarbij de centrale zwarte gaten een disproportionele massa hebben bereikt ten opzichte van de omringende sterrenstelsels.
In de kosmologie wordt doorgaans aangenomen dat er een sterke correlatie bestaat tussen de massa van een centraal zwart gat en de totale stellaire massa van het stelsel. Normaal gesproken beslaat een zwart gat ongeveer 0,5 procent van de totale massa, wat neerkomt op een verhouding van 1 op 200. Echter, in de acht nieuw ontdekte gevallen is deze balans volledig verstoord. Volgens berichtgeving van techtimes.com maken deze zwarte gaten minstens 5 procent van de stellaire massa uit. Dit betekent dat de verhouding is verschoven naar 1 op 20, wat ruim tien keer hoger is dan de gebruikelijke waarde.
Deze bevindingen zijn problematisch voor de huidige wetenschappelijke kaders. Geen van de zeven meest vooraanstaande computersimulaties in het vakgebied kan verklaren hoe dergelijke disproportionele systemen kunnen ontstaan. De studie, die werd geleid door het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) en gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, ontmantelt hiermee de aanname dat zwarte gaten en hun gaststelsels over miljarden jaren heen synchroon groeien.
Om tot deze conclusies te komen, analyseerde het onderzoeksteam meer dan 20.000 quasars in het eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS) veld. Hierbij werd gebruikgemaakt van data van de eROSITA-röntgentelescoop, onderdeel van het Spektr-RG ruimteobservatorium. Zoals beschreven door universetoday.com, zijn quasars actieve supermassieve zwarte gaten die enorme hoeveelheden materie consumeren en daarbij intense straling uitzenden. Omdat de intensiteit van een quasar direct gekoppeld is aan de massa van het zwarte gat, konden onderzoekers deze gegevens combineren met infrarode en zichtbare waarnemingen om de massa van de omringende sterrenstelsels te bepalen.
Een opvallend kenmerk van deze acht systemen is dat de gaststelsels bijzonder zwak zijn en aanzienlijk minder sterren bevatten dan bijvoorbeeld de Melkweg. Drie van de geïdentificeerde quasars behoren tot de helderste in de steekproef, wat wijst op een extreem tempo van materieconsumptie. Volgens phys.org zouden deze specifieke zwarte gaten hun massa al binnen een miljard jaar kunnen verdubbelen.
Terwijl deze acht gevallen een extreme versnelling laten zien, is er elders in het universum juist sprake van een vertraging. Een andere analyse van ongeveer 1,3 miljoen sterrenstelsels, zoals vermeld door harvard.edu, toont aan dat de groei van supermassieve zwarte gaten tegenwoordig langzamer verloopt dan in het verleden. De piek van deze groei lag ongeveer 10 miljard jaar geleden, een periode die bekendstaat als de "kosmische middag".
De combinatie van deze tegenstrijdige fenomenen — de extreme groeiversnelling in zeldzame gevallen tegenover de algemene vertraging in andere stelsels — dwingt astronomen om de relatie tussen zwarte gaten en hun omgeving opnieuw te evalueren. Vooralsnog blijven de acht overmaatse zwarte gaten een raadsel dat niet past binnen de bestaande kosmologische modellen.