Je verwacht ‘t niet: zwarte gaten helpen bij de geboorte van sterren

Impressie van gas in en om een zwaar sterrenstelsel uit de TNG50 simulatie. Credit: TNG Collaboration/Dylan Nelson

Het imago van zwarte gaten is dat ze allesverslinders zijn, objecten die met hun extreme zwaartekracht alles oppeuzelen wat in hun nabijheid komt. En door hun enorme uitstoot van hete straling en gas zouden ze het hun omringende sterrenstelsel ook nog eens ontdoen van koud waterstofgas – het noodzakelijke ingrediënt voor de geboorte van nieuwe sterren. Maar wat blijkt nu uit onderzoek? Dat zwarte gaten ook kunnen zorgen voor stervorming – dezelfde bron van stellaire dood en verderf in ‘quenched galaxies‘ (‘quenching’ staat voor uitdoving) kan ook helpen bij de stervorming. Annalisa Pillepich (Max Planck Institute for Astronomy) en haar team hebben simulaties uitgevoerd op de computer op basis van de beroemde IllustrisTNG simulaties van het heelal. Bij de simulatie van Pillepich keken ze met name naar zogeheten ‘kwalstelsels’, kleine sterrenstelsel die door de ram pressure van grote naburige sterrenstelsel hun gas zijn kwijtgeraakt, gas dat vervolgens achter hun aan slingert, zoals de tentakels achter een kwal slingeren [1]Een onderwerp dat nu ook door vrijwillige amateurs in het kader van de Zooniverse wordt bestudeerd.. Die boeggolf is ontstaan door een actief superzwaar zwart gat in dat grote stelsel, die naar twee tegengestelde kanten uit een straalstroom de ruimte in spuwt. Gas wordt daardoor in de vorm van grote bellen weggeblazen, in het geval van spiraalstelsels één bel boven en één bel onder de schijf. Op de illustratie bovenaan zie je die twee bellen als de geeloranje cirkels. En toen kwam de vraag die Pillepich bezig hield: stel dat een klein satellietstelsel door die bellen van gas vliegt, wat gebeurt er dan? De verwachting was dat satellietstelsels door de passage door de bel ook van hun gas zouden worden ontdaan, waarna ze als kwalstelsels verder zouden vliegen en de productie van nieuwe sterren door quenching zou stoppen.

Acht voorbeelden van kwalstelsels, zoals die zijn opgedoken in de computersimulatie IllustrisTNG. Credit: IllustrisTNG collaboration.

Samen met Ignacio Martín-Navarro keek Pillepich naar de data van 30.000 groepen van sterrenstelsels, verzameld in het kader van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Gemiddeld werd ieder van de sterrenstelsels in die groepen omgeven door vier satellietstelsels. Wat kwam uit de nieuwe simulatie naar voren die Martin-Navarro en Pillepich deden? Dat het verschil uitmaakt waar het satellietstelsel door de gasbellen vloog, of dat in het vlak van de schijf van het centrale sterrenstelsel was, waar de dichtheid van de gasbellen dichter was, of boven of onder het vlak, waar de dichtheid lager was. Bij passages boven en onder het vlak was de hoeveelheid quenching namelijk vijf procent minder dan wanneer de satellietstelsels door de dichtere bellen in het vlak vlogen. In de gebieden met minder tegenwind, minder ramdruk, wordt er minder gas uit de satellietstelsels geduwd, dus blijft er meer gas over om stervorming te krijgen. Voor satellietstelsels die al verschillende keren om hetzelfde centrale sterrenstelsels hebben gedraaid, waarbij ze bellen doorkruisen, maar ook de gebieden met een hogere dichtheid ertussen, zal het effect niet merkbaar zijn. Dergelijke sterrenstelsels zullen hun gas al lang geleden hebben verloren. Maar voor satellietstelsels die zich vrij recent bij de groep of cluster hebben aangesloten, zal de lokatie een verschil maken: als die satellieten als eerste in een bubbel landen en ze niet in de dichtste gebieden in het vlak van het centrale stelsel gaan, is de kans kleiner dat ze hun gas verliezen dan als ze buiten een bubbel landen. En daarmee maken (weliswaar indirect) ‘de kosmische massamonsters de weg vrij voor de vorming van nieuwe zonnen in satellietstelsels‘, zoals de kop luidt van het perbericht van het Max Planck instituut. Hier het vakartikel over de berekeningen aan de simulaties van satellietstelsels, op 10 juni verschenen in Nature. Bron: Eurekalert.

References[+]

References
1 Een onderwerp dat nu ook door vrijwillige amateurs in het kader van de Zooniverse wordt bestudeerd.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.