Het centrale zwarte gat in een sterrenstelsel slurpt niet alleen enorm veel materie op, maar lijkt ook te bepalen hoe snel er nieuwe sterren in het stelsel bijkomen.
In een jong sterrenstelsel vinden om de haverklap geboortes van nieuwe sterren plaats. Maar naarmate het sterrenstelsel veroudert, vertraagt ook het tempo van stervorming. Op een gegeven moment stopt de stervorming compleet en ‘sterft’ het sterrenstelsel.
Sterrenkundigen vermoeden al langer dat dit vertragingsproces van stervorming te maken heeft met het zwarte gat – miljoenen malen zwaarder dan de zon – in het midden van elk groot sterrenstelsel. Maar voor het eerst is dit nu ook waargenomen, zo publiceren onderzoekers van de University of California, Santa Cruz in Nature.
Sterpopulaties matchen
Hoofdauteur Ignacio Martín-Navarro en zijn collega’s richtyen zich in hun studie op sterrenstelsels waarvan de massa van het centrale superzware zwarte gat al in eerder onderzoek was vastgesteld. Dit gebeurde aan de hand van de analyse van de bewegingen van sterren in de buurt bij die zwarte gaten.
Van deze sterrenstelsels werd de stervormingsgeschiedenis achterhaald door te kijken naar het spectrum van licht, vergaard door de Hobby-Eberly Telescope Galaxy Survey. De onderzoekers matchten daarbij de juiste combinaties van sterpopulaties met de spectrale data.
Babyboom-periode
Toen Martín-Navarro en zijn team vervolgens de geanalyseerde sterrenstelsels met dezelfde stermassa naast elkaar legden en de stervormingstijdlijnen met elkaar vergeleken, viel één ding al snel op: hoe groter de massa van het centrale zwarte gat, hoe sneller het stervormingstempo achteruitging. Of andersom gezegd: in stelsels met een kleiner superzwart gat in het midden ging de ‘babyboom-periode’ veel langer door.
Maar hoe werkt dat dan? Een idee is dat er zich rondom een centraal superzwaar zwart gat een actieve galactische nucleus (AGN) bevindt. Zo’n AGN is een materieschijf rondom het gat die enorme hoeveelheden energie uitzendt, terwijl het zwarte gat zijn feestmaal nuttigt. De krachtigste AGN’s worden quasars genoemd.
Energetische feedback
De energie van deze AGN’s lekt naar de rest van het sterrenstelsel en verstoort daar de vorming van nieuwe sterren. De onderzoekers denken nu dat een grotere massa van het centrale zwarte gat meer van deze ‘energetische feedback’ geeft en daarmee een groter remmend effect heeft op stervorming.
“Dit is heel spannend nieuws”, mailt sterrenkundige en zwarte gaten-expert Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden). “De onderzoekers laten overtuigend zien dat er een correlatie bestaat tussen de massa van een zwart gat in de kernen van sterrenstelsels en het tempo waarin datzelfde sterrenstelsel sterren vormt. Dat was al eerder vermoed (op basis van uitgebreide numerieke berekeningen), maar het was nog nooit waargenomen.”
Meer onderzoek
“Eigenlijk is hiermee een van de overgebleven puzzels van sterrenstelsel-evolutie en de aanwezigheid van een zwaar zwart gat in de kern opgehelderd. Een prachtig resultaat”, vervolgt Portegies Zwart.
“Oorzaak en gevolg blijven voorlopig nog wel onduidelijk: waarom zou een zwaar zwart gat leiden tot het onderdrukken van stervorming? Hier zijn wel ideeën over, maar die vergen meer onderzoek”, besluit hij.
Bronnen: Nature, UC Santa Cruz via Science Daily, Science Alert
Beeld: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!