M87

Dit is het zwaarste sterrenstelsel dat we kennen. Het is in maart 1781 ontdekt door de Franse kometenjager Charles Messier. Hij kreeg in de catalogus die door deze Fransman is samengesteld nummer 87. In de New General Catalogue, een veel uitgebreidere catalogus over nevelachtige objecten is M 87 bekend als NGC 4486.

De schijnbare helderheid van het stelsel bedraagt magnitude
9,2. Daarmee is het het grootste en tevens helderste sterren stelsel van de Virgo-cluster. Dat is een groep van enkele duizenden sterrenstelsels in het sterrenbeeld Maagd.

M 87 is een reusachtig elliptisch stelsel, nabij het centrum van de Virgo-cluster op ruim 12 megaparsec (één megaparsec is 1 miljoen parsec = 3,26 miljoen lichtjaar) afstand. Het stelsel is geklassificeerd als een E1-stelsel, hetgeen betekent dat het een bijna cirkelvormig elliptisch stelsel is. In de buurt van de centrale gebieden bevinden zich bijna geen stof en gas; dit is allemaal gebruikt bij de vorming van sterren of het is verdwenen in de ruimte. De kern van dit schijnbaar zo rustige object is op de zon na de helderste radiobron aan de hemel. In de catalogus van radiobronnen is M 87 bekend als Virgo A. De radiobron is zeer compact en heeft een middellijn van minder dan drie lichtmaanden! Het stelsel is bovendien een van de helderste röntgenbronnen (3C274). De schattingen van zijn massa lopen uiteen van een biljoen tot honderd biljoen (duizendmiljard tot honderdduizendmiljard) zonsmassa's! Uit de kern stroomt een straal van intens blauw licht met een lengte van 100.000 lichtjaar. Deze «jet» bevat evenveel materie als een miljoen zonnen. M 87 wordt omringd door duizenden bolvormige sterrenhopen.

Recente foto's die door de Hubble Space Telescope van de kern van M 87 zijn gemaakt, tonen volgens de astronoom Holland Ford van het Space Telescope Science Institute, bijna zeker aan dat zich daar een geweldig groot zwart gat
bevindt. Het idee dat er een zwart gat in de kern van M 87 huist, is bepaald niet nieuw. Reeds in 1979 vonden sterren kundigen van het California Institute of Technology aan wijzingen voor het bestaan van een zwart gat in M 87. De reeds genoemde sterke radio- en röntgenstraling en de jets van uitstromende materie, die bij de kern lijken te ont springen duiden erop dat het stelsel een actieve kern heeft.

In 1992 maakte een andere groep sterrenkundigen bekend dat opnamen met de nog niet gerepareerde ruimtetelescoop erop wezen dat de kern van M 87 een zwart gat met een massa van 2,6 miljoen zonsmassa's bevat.

De ontdekking van het team van Holland Ford is gebaseerd op snelheidsmetingen aan de schijfvormige, ongeveer 500 licht jaar grote draaikolk van heet gas die om het centrum van M 87 draait. Het gas heeft een temperatuur van ongeveer 10.000 graden en bestaat voornamelijk uit geïoniseerde waterstof (dat is waterstof waarvan de atomen een elektron hebben ver loren). Met de Faint Object Spectrograph van de ruimte telescoop werden de blauw en roodverschuivingen van het licht van de draaikolk gemeten. Hieruit kan rechtstreeks de rotatiesnelheid van het gas worden berekend. Uit de be rekeningen blijkt dat het gas op 60 lichtjaar van het centrum met een snelheid van 550 kilometer per seconde om het centrum van M 87 draait. Gas dat zich nog dichter bij het middelpunt bevindt, bereikt zelfs nog grotere snel heden. Met zulke reusachtige snelheden zou het gas makkelijk aan de kern van M 87 moeten kunnen ontsnappen, tenzij zich hier een object bevindt met een massa van ongeveer 3 miljard zonsmassa's. Bovendien zou deze enorme hoeveelheid materie geconcentreerd moeten zijn in een stuk ruimte dat niet groter is dan ons zonnestelsel. Voor zover bekend is er maar één soort object dat aan deze eisen voldoet: een zwart gat! Een zwart gat is een object dat zo zwaar is dat niets aan zijn zwaartekracht kan ontsnappen, zelfs licht niet. Al een aantal jaren vermoeden sterrenkundigen dat zware zwarte gaten de «motoren» zijn achter het verschijnsel «actieve sterrenstelsels». Het idee is dat de enorme hoeveelheden energie die deze sterrenstelsels uitstralen, ontstaan doordat een centraal zwart gat materie uit zijn omgeving opslokt. Hierbij wordt een deel van die materie omgezet in straling.