Een internationaal team van astronomen, mede geleid door een onderzoeker van het IAS, heeft wat lijkt op een universele regel ontdekt die een van de meest dramatische gedragingen van zwarte gaten beheerst: de productie van krachtige jets. De onderzoekers ontdekten dat zwarte gaten jets kunnen lanceren in dezelfde kritieke fase van hun voedingscyclus, ongeacht hun grootte. Dat geldt voor zwarte gaten van 'stellaire massa' van ongeveer tien keer de massa van onze zon, maar ook voor superzware zwarte gaten die miljoenen keren zwaarder zijn. In nieuws dat iedereen die van de term 'universele regel' houdt zal verheugen, blijkt de kosmos voor ten minste één ding een one-size-fits-all-beleid te hebben.

Het werk werd uitgevoerd door Andrew Mummery, Martin A. en Helen Chooljian Lid (2025-30) aan de School of Natural Sciences van het Institute for Advanced Study, en Adelle Goodwin, een Forrest Research Foundation Fellow aan het International Centre of Radio Astronomy Research van de Curtin University in West-Australië. Gepubliceerd in Nature Astronomy onder de titel 'A universal critical accretion rate for black hole jet formation', brengt de studie jaren van waarnemingen over meerdere golflengten samen. De onderzoekers combineerden gegevens van telescopen in Amerika, Australië, India, Zuid-Afrika en de ruimte. Want waarom één telescoop gebruiken als je er meerdere op meerdere continenten kunt gebruiken en ook nog een die in de leegte zweeft?

Hun focus lag op tidal disruption events, die optreden wanneer een ster zo dicht langs een superzwaar zwart gat komt dat intense zwaartekrachtskrachten hem uit elkaar scheuren. Deze gebeurtenissen gaven het team een zeldzame kans om te zien hoe een zwart gat zich gedraagt nadat het plotseling een grote hoeveelheid stellaire materie ontvangt. 'We wilden deze enorme puzzel echt oplossen,' zei Mummery. 'Waarom stoten sommige superzware zwarte gaten direct na het verscheuren van een ster radiojets uit, terwijl andere gewoon doodstil blijven zitten en pas maanden of zelfs jaren later plotseling hun jets afvuren?' Het is het kosmische equivalent van een buurman die je jaren negeert en dan plotseling een kopje suiker wil lenen.

Zwarte gaten worden vaak vergeleken met kosmische stofzuigers, maar hun voedingsgedrag is veel rommeliger. 'Wanneer een zwart gat een ster verscheurt, slikt het niet alles netjes door,' verklaarde Goodwin. Een deel van de stellaire materie valt naar het zwarte gat, terwijl veel ervan met geweld de ruimte in kan worden geslingerd via krachtige uitstromen. Deze enorme kosmische 'boeren' kunnen materie over enorme afstanden vervoeren en kunnen de evolutie van de sterrenstelsels die ze bevatten aanzienlijk beïnvloeden. Dat was dan de nette stofzuigermetafoor. Het lijkt meer op een peuter met een bord spaghetti.

Een snellere manier om superzware zwarte gaten te bestuderen

Astronomen vermoeden al lang dat zwarte gaten dezelfde fundamentele natuurkundige regels volgen, zelfs wanneer hun massa's enorm verschillen. Het bevestigen van dat idee was moeilijk omdat veranderingen rond superzware zwarte gaten zich normaal gesproken over duizenden of zelfs miljoenen jaren kunnen voltrekken. Tidal disruption events bieden een manier om dat probleem te omzeilen. Wanneer een ster wordt vernietigd, kan de resulterende voedingsperiode rond een superzwaar zwart gat zich in slechts een paar jaar voltrekken. Dat geeft wetenschappers een veel sneller beeld van processen die anders uiterst moeilijk in real time te volgen zouden zijn. Eindelijk een reden om voor stellaire vernietiging te juichen.

Het belangrijkste inzicht achter de nieuwe studie ontstond in een onverwachte setting. Tijdens een astrofysica-conferentie in Madrid zaten Mummery en Goodwin in een bar te praten toen ze zich realiseerden dat dezelfde regel die bekend staat om de jetproductie in kleinere zwarte gaten te beheersen, ook zou kunnen gelden voor superzware exemplaren. Wetenschap: soms gebeurt het bij tapas en wijn.

Om het idee te testen onderzochten de onderzoekers twintig tidal disruption events met behulp van waarnemingen in optisch licht, ultraviolet licht, röntgenstralen en radiogolven. Uiteindelijk beperkten ze de steekproef tot tien hoogwaardige gebeurtenissen waarvoor ze zowel de voedingssnelheid van het zwarte gat als de timing van zijn radio-uitstromen betrouwbaar konden bepalen. De analyse