"Dit is de eerste echte foto van een zwart gat", kondigt astronoom Heino Falcke aan op een persconferentie in het Brusselse Berlaymontgebouw. Alle afbeeldingen van zwarte gaten die je eerder hebt gezien, zijn simulaties. Denk aan de prachtige beelden uit Interstellar, de sciencefictionfilm van Christopher Nolan waarvoor fysicus Kip Thorne de berekeningen leverde.

Het bestaan van zwarte gaten werd voorspeld op basis van Einsteins algemene relativiteitstheorie. Ze ontstaan wanneer zware reuzensterren imploderen. De massa van een zwart gat is zo sterk samengeperst dat niets nog aan zijn enorme aantrekkingskracht ontsnapt, ook het licht niet - vandaar de naam. Toch konden astronomen ze al op een indirecte manier waarnemen. De koekiemonsters van de kosmos verraden hun aanwezigheid door hun invloed op de omgevende materie: alles wat in hun buurt komt, wordt opgeslokt. Vier jaar geleden konden wetenschappers ze voor het eerst ook 'horen': door de detectie van zwaartekrachtsgolven, afkomstig van twee botsende zwarte gaten die de ruimte deden trillen.

Wil je echter helemaal zeker zijn, dan wil je ze ook 'zien'. De Duitser Heino Falcke, verbonden aan de Radboud Universiteit in Nijmegen, bedacht een manier om Sagittarius A*, het zwart gat in het centrum van onze Melkweg, te fotograferen. Die beschreef hij al in het jaar 2000 in een vakblad voor sterrenkundigen. Het prille idee groeide geleidelijk aan uit tot een wereldwijde samenwerking van een tweehonderdtal wetenschappers en een netwerk van acht radiotelescopen op vier continenten. Al bestaande telescopen op vulkanen op Hawaï en in Mexico, bergen in Arizona en de Spaanse Sierre Nevada, de Chileense Atacama-woestijn en Antarctica moesten op elkaar afgestemd worden, tot ze samen één virtuele supertelescoop vormden. Met deze Event Horizon Telescope, die een diameter zo groot heeft als die van onze planeet, en door korte golflengtes te gebruiken, moest het nét lukken om het zwart gat op de fotografische plaat vast te leggen.

De acht radiotelescopen die gebruikt werden om de Event Horizon Telescope samen te stellen, zijn in het geel aangeduid. © ETH

"Dit is een bijzonder moment", vertelde Robbert Dijkgraaf bij aanvang van de persconferentie. De directeur van het Institute for Advanced Study in Princeton was niet bij het onderzoek betrokken, maar kwam naar Brussel om de bekendmaking bij te wonen. "De afbeelding van een zwart gat voor het eerst zien, dat kan je maar één keer meemaken. De hele wereld houdt zijn adem in", aldus de Nederlandse natuurkundige.

Op de persconferentie is het uiteindelijk niet de foto van Sagittarius A* die we te zien krijgen, maar die van een nog veel groter exemplaar in het centrum van sterrenstelsel Messier 87, meer dan vijftig miljoen lichtjaar van ons verwijderd. "Het zwarte gat in het centrum van onze Melkweg is duizend keer dichter, maar ook duizend keer kleiner en de materie errond roteert ook duizend keer sneller. Die draaikolk maakt het moeilijker te fotograferen. Vergelijk het met een kleuter die niet blijft stilzitten", aldus Falcke.

De eer viel daarom te beurt aan het supermassieve zwarte gat in het hart van 'naburig' sterrenstelsel M87. Dit eerste gefotografeerde zwarte gat is een kloefer. Ons volledig zonnestelsel zou er netjes in passen en de massa komt overeen met 6,5 miljard keer de massa van de zon. Dat laatste konden de wetenschappers afleiden uit de 'schaduw' van het supermassieve zwart gat. Die wordt veroorzaakt door het gravitationeel afbuigen en invangen van licht door de 'waarnemingshorizon' - de plaats vanaf waar er zelfs voor het licht geen ontsnappen meer aan is. "Het voelt alsof we kijken naar de poort van de hel", vertelt Falcke.

"In een heldere omgeving, zoals een schijf van gloeiend gas, verwachten we dat een zwart gat een donker gebied veroorzaakt, vergelijkbaar met een schaduw - iets dat voorspeld is door Einsteins algemene relativiteitstheorie, maar dat we tot nu toe nog nooit hadden gezien", licht de Duitse astrodeeltjesfysicus verder toe. Behalve een eerste plaatje van een zwart gat, levert de ontdekking - vier jaar na de detectie van zwaartekrachtsgolven en honderd jaar na de zonsverduistering die voor het eerst liet zien dat zware objecten lichtstralen afbuigen - dus nógmaals een bevestiging van de geldigheid van de algemene relativiteitstheorie. "Alles wat we totnogtoe geobserveerd hebben, is in lijn met de theorie van Einstein", aldus Falcke.

De bevindingen van de astronomen zijn te lezen in een gratis toegankelijk artikel, gepubliceerd in een speciale uitgave van The Astrophysical Journal Letters.