Het zijn inderdaad superzware zwarte gaten die ‘quenching’ veroorzaken, het stilleggen van sterproductie

Sterrenstelsels kunnen groeien door productie van sterren, als hun koude gasvoorraden door de zwaartekrachtwerking gaan krimpen en er nieuwe sterren worden geboren. Ons eigen Melkwegstelsel heeft een lage productiegraad van nieuwe sterren, maar er was in het vroege heelal een periode dat de meeste sterrenstelsels een enorm hoge stervorming kenden. Door de één of andere oorzaak daalde dat tempo echter, iets dat sterrenkundigen ‘quenching‘ noemen, een goede Nederlandse naam weet ik er even niet voor. De vraag is wat die daling in stervorming nou precies veroorzaakt. Is het dat het gas gewoon opraakt en er geen brandstof is voor nieuwe sterren? Is het gas weggeblazen uit de sterrenstelsels vanwege een serie supernovae, die met hun schokgolven alles voor zich uit duwen? Of zijn het soms de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, die met hun activiteit de stervorming stilleggen? Een recent onderzoek laat zien dat het inderdaad die laatste mogelijkheid is (al kan je uiteraard ook altijd een mix van oorzaken hebben). Joanna Piotrowska (Universiteit van Cambridge) en haar collegae hebben gegevens verzameld met de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) erbij genomen en met algoritmes van Artificiële Intelligentie (AI) hebben ze onderscheid gemaakt tussen actieve sterrenstelsels met een hoge graad van stervorming en stille stelsels met een lage graad. Vervolgens legden ze een verband met drie parameters, te weten de massa van de donkere materie in de halo van de stelsels, de totale massa van alle sterren in de stelsels en de massa van het centrale superzware zwarte gat.

Uit het onderzoek komt naar voren dat de superzware zwarte gaten dé belangrijkste factor waren bij de vraag of een stelsel actief is en een grote stervorming kent of dat het stil is en een lage stervorming kent. Maar hóe zorgt zo’n zwart gat dan voor een afname van de stervorming? Dat blijkt z’n activiteit te zijn: actieve superzware zwarte gaten hebben sterke straalstromen en die kunnen gas en stof uit het omringende sterrenstelsel duwen. En dat zorgt er voor dat de stelsels dan beginnen met ‘quenching’.  Hier het vakartikel over het onderzoek aan de ‘quenching’ van sterrenstelsels, verschenen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 512.1 (2022). Bron: Koberlein.