Site pictogram Astroblogs

Superzware zwarte gaten ontdekt in stervende sterrenstelsels in het vroege heelal

De COSMOS Survey regio aan de hemel, met aan de rand enkele van de onderzochte sterrenstelsels. Credit: NAOJ

Een internationaal team van sterrenkundigen heeft met enkele van de grootste telescopen op aarde, onder andere de Subaru telescoop op Hawaï, actieve superzware zwarte gaten ontdekt in stervende sterrenstelsels in het vroege heelal. Tussen de zwarte gaten en de staat van de sterrenstelsels waarin ze zich bevinden lijkt een nauwe band te zijn, hetgeen er op wijst dat de zwarte gaten een sterke invloed hebben op het ‘gaststelsel’ waarin ze zich bevinden. Spiraalstelsels, zoals ons Melkwegstelsel (eigenlijk een balk-spiraalstelsel), vormen nieuwe sterren en hun sterbevolking is rijk geschakeerd van jong tot oud, van licht tot zwaar. Elliptische stelsels daarentegen bestaan uit oude sterren en er worden geen nieuwe sterren meer gevormd. Dat wijst erop dat er iets is gebeurd in het verleden van de elliptische stelsels dat hun stervorming plots stopte en ze ‘stervende’ werden, zoals de sterrenkundigen noemen (red & dead, verwijzend ook naar hun vooral rode kleur). Actieve superzware zwarte gaten worden daar verantwoordelijk voor gehouden en om dat te onderzoeken hebben Kei Ito (SOKENDAI in Japan) de Cosmic Evolution Survey (COSMOS) gebruikt, een catalogus met o.a. gegevens van sterrenstelsels tussen 9,5 en 12,5 miljard lichtjaar van de aarde. In die catalogus zitten de gegevens van vele telescopen, onder andere de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili en de Subaru Telescoop op Hawaï. Uit de gegevens kon men twee groepen van sterrenstelsels distilleren: een groep met stervorming en een groep waar de stervorming gestopt was.

Een voorbeeld van een elliptisch stelsel, NGC850. De roodgekleurde stelsels in de bovenste afbeelding zullen er na 10 miljard jaar ook zo uitzien. Credit: NAOJ/HSC-SSP

De signaal-ruisverhouding van röntgen- en radiogolven in COSMOS was te zwak om individuele sterrenstelsels te identificeren. Daarom combineerde het team de gegevens voor 5211 verschillende sterrenstelsels om beelden met een hogere signaal-ruisverhouding van “gemiddelde” sterrenstelsels te produceren. In de gemiddelde afbeeldingen bevestigde het team zowel röntgen- als radio-emissies voor de sterrenstelsels zonder stervorming. Dit is de eerste keer dat dergelijke emissies zijn gedetecteerd voor verre sterrenstelsels op meer dan 10 miljard lichtjaar afstand. Bovendien laten de resultaten zien dat de röntgen- en radio-emissies te sterk zijn om alleen door de sterren in de sterrenstelsels te worden verklaard, wat wijst op de aanwezigheid van een actief superzwaar zwart gat. Dit signaal van een actief zwart gat – eentje die vanuit z’n omringende accretieschijf veel straling en materie uitzendt – is zwakker voor sterrenstelsels waar stervorming aan de gang is. Dit bevestigt dat een abrupt einde aan stervorming in het vroege heelal correleert met verhoogde activiteit van superzware zwarte gaten.

Voorstelling van hoe het onderzoek is verlopen. Credit: NAOJ

Hier is het vakartikel over het onderzoek aan de superzware zwarte gaten in stervende sterrenstelsels, verschenen in the Astrophysical Journal. Bron: Subaru.

Mobiele versie afsluiten