Ze zitten op elke foto die ruimtetelescoop James Webb maakt: mysterieuze rode stippen. Sommige astronomen denken dat ze een nieuw soort hemellichaam hebben ontdekt, een zwart gat dat zich gedraagt als ster. Anderen zijn kritisch. ‘Dit is totaal misleidend.’
is wetenschapsredacteur voor de Volkskrant. Hij schrijft over sterrenkunde, natuurkunde en ruimtevaart.
De discussie lijkt steeds hoger op te lopen onder sterrenkundigen. Wat zijn toch die mysterieuze kleine rode stipjes die op vrijwel elke foto van de in 2021 gelanceerde ruimtetelescoop James Webb opduiken? ‘Elke dag verschijnt hier wel een nieuwe vakpublicatie over’, zegt de Nederlandse astrofysicus Jorryt Matthee, verbonden aan het Oostenrijkse instituut voor wetenschap en technologie (Ista).
Een van de verklaringen: een bizar object dat astronomen ‘zwartgat-ster’ doopten. Het is moeilijk om het je voor te stellen, maar zou je onze zon vervangen door zo’n hypothetisch ding, een allesverslindend zwart gat omhuld door een dikke laag heet waterstofgas, dan zou de buitenrand zich uitstrekken tot voorbij de baan van dwergplaneet Pluto.
Van dichtbij zou dat groteske gevaarte de kleur hebben van de zon. ‘Maar hij zou wel veel gewelddadiger zijn. Meer zonnevlammen, sterkere winden, minder stabiel’, zegt Matthee.
Als zo’n zwartgat-ster echt bestaat, biedt het een potentiële verklaring voor de verschijning van wat Matthee in 2023 als eerste little red dots doopte, de mysterieuze stipjes op de beelden van Webb. Die ruimtetelescoop kijkt miljarden lichtjaren diep de kosmos in, afstanden zo groot dat het licht er ook miljarden jaren over doet om ze af te leggen. Op de foto’s kijk je dus naar het verre verleden, naar de kindertijd van de kosmos. En destijds zat het heelal tjokvol met dit soort mysterieuze stippen, zo blijkt nu.
Na de eerste rudimentaire analyses, in 2022, vermoedden astronomen nog dat de stippen sterrenstelsels waren die eigenlijk niet konden bestaan. Universe breakers, doopte onder meer de Britse krant The Guardian ze. Later bleek dat het niet om sterrenstelsels ging, maar vermoedelijk om zwarte gaten. Ook die zenden licht uit, en dat oogt rood omdat andere kleuren – blauw, bijvoorbeeld – door het materiaal rond het gat worden geabsorbeerd.
Onder astronomen woedt een flinke discussie over de ware aard van de rode stipjes. Sterrenkundige Dale Kocevski beschreef in september tegen de Amerikaanse wetenschapssite Quanta Magazine het tafereel bij een vakconferentie in de VS, eerder dit jaar. Bij een sessie die hij begeleidde over de kleine rode stippen begon hij over iets waarvan hij dacht dat het niet controversieel was. ‘De groep barstte los in discussie en we kwamen uiteindelijk niet eens voorbij het eerste agendapunt’, zei hij.
‘Helaas is onze gemeenschap verdeeld geraakt’, zegt ook astrofysicus Karina Caputi van de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Er is een vrij intens gevecht losgebarsten over de interpretatie, over de ware aard van deze bronnen, en dat is niet oké.’ Ze haalt haar schouders op. ‘Ik bedoel: de data zijn de data.’
De controverse begon kort nadat de universe breakers waren gezien. Destijds besloten astrofysici de rode objecten beter in kaart te brengen. Ze turfden de kleuren van elk object, en hoe helder elke kleur was – een spectrum, in vakjargon.
Anna de Graaff, verbonden aan het Max Planck-Instituut voor Astronomie in Heidelberg, Duitsland, gaf leiding aan een van die surveys, waarvan de data in 2025 werden gepubliceerd. ‘Ik ben geïnteresseerd in hoe massieve sterrenstelsels ontstaan, dus ik hoopte stiekem dat deze objecten wél baanbrekende sterrenstelsels zouden zijn’, zegt ze. ‘Maar toen de data binnenkwamen, bleek dat niet te kloppen.’
Zo waren de kleuren in het spectrum die wijzen op de aanwezigheid van waterstof veel meer uitgesmeerd dan je zou verwachten. Dat zien astronomen normaliter vooral bij zwarte gaten. Daar zwiept waterstofgas op zeer hoge snelheid omheen. De kleuren raken dan uitgesmeerd, zoals ook de sirene van een voorbijrijdende ambulance hoorbaar van toon verschuift.
Hoe breder dat uitsmeereffect, hoe groter de snelheid en hoe zwaarder het zwarte gat, zo luidt een astrofysische vuistregel. Uit die berekening rolt dat de massa’s van de kleine rode stippen uitzonderlijk hoog moeten zijn.
En er is nog iets geks. Normaliter fluctueert de helderheid van zwarte gaten en zenden ze krachtige röntgenstralen uit. Bij de rode stippen was dat niet te zien.
De twijfels over of dit wel ‘gewone’ zwarte gaten waren namen toe toen De Graaff en collega’s in 2025 twee extreem heldere rode stippen ontdekten met opmerkelijke eigenschappen. ‘Het zou niet letterlijk een ster zijn, maar er wel een beetje op lijken. We concludeerden dat het een zwart gat moest zijn, omringd door een heel dichte schil waterstofgas’, zegt ze. ‘We hadden nog nooit eerder zoiets gezien.’
Niet iedereen was enthousiast. ‘Het idee van dit soort zwartgat-sterren… ik denk dat die term heel onfortuinlijk en verwarrend is’, zegt bijvoorbeeld Caputi. ‘Een naam die suggereert dat ze zich als sterren kunnen gedragen is totaal misleidend.’
De Graaff geeft toe dat daarover een discussie woedt. ‘In hoeverre zijn ze echt zoals sterren? Hebben ze een atmosfeer, of een structuur die lijkt op die van sterren?’
In traditionele modellen van zwarte gaten zit rond het gat een donutvormige ring van materiaal; gas, stof, kleine brokstukjes. Maar een zwartgat-ster heeft juist een laag waterstofgas om zich heen, die net als bij grote sterren bij benadering bolvormig is. ‘De golflengtes en transities die we zien, kunnen alleen door waterstof komen’, zegt De Graaff.
Bovendien, zegt ze: als je redeneert dat je hier te maken hebt met ‘gewone’ zwarte gaten, zijn ze veel zwaarder dan verwacht. Maar zijn het zwartgat-sterren, dan kun je de metingen verklaren met zwarte gaten die veel lagere massa’s hebben. ‘Ik vind dat een natuurlijker verklaring. Maar je moet dan wel op de koop toe nemen dat dit soort bizarre objecten in het heelal bestaan.’
En precies dat gaat er bij onder anderen Caputi niet in. Zij meent dat het veel logischer is dat dit ‘gewone’ zwarte gaten zijn, of, in astrofysisch jargon: active galactic nuclei (AGN). ‘In de huidige data zie ik niets dat een verklaring met gewone AGN’s uitsluit’, zegt ze. ‘Je moet niet naar overgecompliceerde verklaringen zoeken. Het bewijs daarvoor ontbreekt in de data.’
Bovendien, zegt ze: het lijkt wel of haar collega’s vergeten hoe bont het huidige heelal is. ‘AGN’s zijn ontzettend divers. We moeten niet denken dat één bepaalde eigenschap meteen uitsluit dat het hier om AGN’s gaat.’
Caputi ergert zich aan de exotische opties die de ronde doen in de vakliteratuur, zoals een theorie die stelt dat de kleine rode stippen überhaupt geen zwarte gaten zijn, maar abnormaal grote gewone sterren. Anderen, zoals De Graaff, nemen dat soort opties wel serieus. ‘Supermassieve sterren zijn al jaren terug door theoretici voorspeld, maar nooit waargenomen’, zegt De Graaff. ‘Ik denk dat je ook dat idee eerlijk moet verkennen. Want de smoking gun dat het hier om zwarte gaten gaat, ontbreekt.’
Alle partijen beroepen zich daarbij op het scheermes van Ockham: het idee dat de simpelste verklaring meestal de juiste is. Maar, zegt Matthee: dat is subjectief. ‘Je kunt zeggen: een AGN met donut is het minst exotisch, want dat verschijnsel kennen we al’, zegt hij. ‘Maar je kunt ook zeggen: zwarte gaten die al extreem zwaar zijn als het heelal jong is, dát is pas exotisch.’ En dus komt men er niet uit.
Wat het verhaal compliceert, is dat astronomen ook little blue dots zien, voorwerpen waarbij het rode licht niet wordt geabsorbeerd. Wie meent dat rode stippen AGN’s zijn, stelt dat de rode stippen rood zijn omdat we vanaf de aarde precies door de donut kijken. Het stof daarin filtert dan het blauwe licht weg. Kijk je langs de donut, dan is de stip blauw.
‘Maar dan zouden er véél meer little blue dots moeten zijn dan little red dots’, zegt De Graaff. Er bestaan immers meer hoeken waaronder je niet dan wel door de donut kijkt. ‘En dat is niet zo: we zien veel meer rode stippen.’ Caputi beweert het tegenovergestelde. ‘De blauwe stippen zijn met veel meer’, zegt zij.
Hoe dat kan? ‘Ik doe hier met mijn groep ook onderzoek naar, en het klopt: er zijn vakartikelen die op dit punt echt letterlijk het tegenovergestelde beweren’, zegt Matthee.
Het blijkt dan ook niet zomaar een kwestie van stippen tellen. Zo ogen de meeste sterrenstelsels van nature blauw, legt hij uit. En de meeste rode stippen bevinden zich in een sterrenstelsel. ‘Als je een rood object hebt in een blauw sterrenstelsel, kan de meting als geheel er blauw uitzien’, zegt hij. ‘Je kunt een rode stip dus wel verstoppen in een blauwe stip, maar een blauwe stip niet in een rode stip.’ Hij glimlacht verontschuldigend. ‘Voor dit soort effecten moet je compenseren. Onze conclusies zijn daarom echt nog in beweging.’
Ondertussen is de vraag wat de little red dots nu precies zijn van belang voor het menselijk begrip van de kosmische geschiedenis. In het binnenste van de meeste sterrenstelsels, inclusief ons thuisstelsel de Melkweg, bevindt zich een superzwaar zwart gat. De vraag die astronomen daarbij onder meer bezighoudt is er eentje van het niveau kip-ei. ‘We willen graag weten: wat was er eerst? Het zwarte gat of het sterrenstelsel?’, zegt De Graaff.
Als de little red dots ‘gewone’ zwarte gaten zijn, is het antwoord daarop helder: die zwarte gaten zijn dan zo vroeg in de kosmische geschiedenis al zodanig zwaar dat ze eerder waren, zegt Matthee.
Als de rode stippen toch zwartgat-sterren zijn, dan is alles nog mogelijk. ‘Misschien was de Melkweg heel vroeger ook wel een little red dot’, zegt De Graaff. ‘Dit onderzoek zegt dus ook iets over onze eigen verre geschiedenis. Dat verklaart waarom we dit allemaal zo interessant vinden.’
Alles over wetenschap vindt u hier.
Source: Volkskrant