2 juli 2022

Sterrenkundigen ontdekken een verborgen schat aan zware zwarte gaten in dwergsterrenstelsels

Credit: NASA & ESA/Hubble, artistic conception of black hole with jet by M. Polimera

Uit onderzoek is naar voren gekomen dat er zich in de centra van dwergsterrenstelsels heel veel zware zwarte gaten bevinden. Nee, geen superzware zwarte gaten zoals Sgr A* in ons eigen melkwegstelsel of M87* in M87, die miljoenen of miljarden keren zo zwaar als de zon zijn, maar een tussenmaatje van zware zwarte gaten, exemplaren die tienduizenden tot honderdduizenden keer de massa van de zon hebben. De ontdekking van de zware zwarte gaten in de kernen van dwergstelsels draagt bij aan de kennis van ‘ons’zwarte gat Sgr A*, omdat ons melkwegstelsel regelmatig dwergstelsels in het verleden heeft opgeslokt en daarmee de zware zwarte gaten in die stelsels, die ook door Sgr A* zijn verorberd. Of en hoe vaak dwergstelsels zware zwarte gaten in hun kern hebben was tot nu toe onbekend, maar recent onderzoek heeft daar licht op laten schijnen. Mugdha Polimera (UNC-Chapel Hill) en haar team bestudeerden sterrenstelsels, die een bepaald soort hoogenergetische straling uitzenden. Probleem is dat groeiende zwarte gaten, die materie aantrekken en opslurpen, dat soort straling uitzenden, maar nieuwe, pasgeboren sterren kunnen dat ook.

De twee onderzoeksters Sheila Kannappan en Mugdha Polimera. (Credit: Johnny Andrews/UNC-Chapel Hill).

Hoe maak je dus onderscheid tussen die twee? Er zijn wel verschillende testen om het onderscheid te maken tussen de twee potentiële bronnen van de signalen, maar dat werkt niet altijd goed. De dwergstelsels bleken gemengde signalen af te geven, waarbij twee tests wezen op groeiende zwarte gaten en een derde op stervorming. De derde test, die soms ook tegenstrijdige resultaen te zien gaf, bleek uiteindelijk gevoeliger te zijn dan de andere twee voor typische eigenschappen van dwergstelsels: hun samenstelling van elementen (voornamelijk primordiaal waterstof en helium, afkomstig van de oerknal) en de hoge snelheid waarmee ze nieuwe sterren vormen. Het bleek dat de testresultaten van dwergstelsels met gemengde signalen precies overeenkwamen met wat de theorie zou voorspellen voor een primordiale samenstelling, van zeer stervormend dwergstelsel met een groeiend massief zwart gat. Vervolgens gingen de sterrenkundigen kijken naar de gegevens van duizenden sterrenstelsels, die in UV-licht en radiolicht bestudeerd waren in de zogeheten RESOLVE en ECO surveys en die niet alleen de grote sterrenstelsels in het oog hadden, maar die ook informatie over dwergstelsels prijsgaven. En toen bleek dat de meeste van de dwergstelsels zo’n groeiend zwaar zwart gat bevatten. Meer dan 80 procent van alle groeiende zwarte gaten die Polimera en haar team in dwergstelsels vond, behoorde tot het nieuwe type. Als extra check hebben de sterrenkundigen nog gekeken of alleen een extreem hoge stervorming het gemengde signaal zou kunnen verklaren, maar dat was niet het geval en daarmee bleef de identificatie van de zware zwarte gaten in de centra van dwergstelsels overeind. Hier het vakartikel over de ontdekking van de zware zwarte gaten in de centra van dwergstelsels, verschenen in The Astrophysical Journal, 2022; 931 (1): 44. Bron: UNC.

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: