Credit: educatedearth.net
Ze worden in het Engels Supermassive black holes (SMBHs) genoemd, superzware zwarte gaten, zwarte gaten van miljoenen of miljarden zonsmassa in de centra van sterrenstelsels. Ze blijken meestal een massa te hebben van pakweg 1/1000e van de massa van het hun omringende sterrenstelsel en tussen zwart gat en stelsel blijkt een soort kosmische verwantschap te bestaan. Die verwantschap was vooral belangrijk in het vroege heelal, zeg tot het heelal een leeftijd van één miljard jaar had, de periode dat de superzware zwarte gaten en sterrenstelsels ontstonden.
Als superzware zwarte gaten verstoken blijven van toevoer van materie houden ze zich rustig, zoals het geval is met Sgr A*, het superzware zwarte gat in de kern van het Melkwegstelsel. Maar is er regelmatige toevoer van materie dan activeren ze en krijg je een ‘Active Galactiv Nuclei’ (AGN) zoals het heet, ofwel een quasar. En als je die kan waarnemen dan weet je hoe het staat met de superzware sterrenstelsels en de stelsels er om heen. Recent is met de Subaru telescoop op de top van de berg Mauna Kea op Hawaï maar een hemelgebied afgestruind van maar liefst 5000 keer de schijnbare diameter van de volle maan en dat leverde de ontdekking op van 162 quasars in het vroege heelal, quasars die nog niet eerder bekend waren. Van die quasars waren er 22 die al bestonden toen het heelal nog geen 800 miljoen jaar oud was – nu is het heelal 13,8 miljard jaar oud. Daarvan was men in staat om de zogeheten “helderheidsfunctie” te bepalen, de ruimtedichtheid van quasars als een functie van hun stralingsenergie.
Voorstelling van sterrenstelsels in het tijdperk van de reïonisatie. Credit:M. Alvarez (http://www.cita.utoronto.ca/~malvarez), R. Kaehler, and T. Abel/ESO
Men ontdekte quasars zich in het vroege heelal zeer snel vormden, terwijl de algehele vorm van de helderheidsfunctie (behalve de amplitude) in de loop van de tijd onveranderd bleef. Het was in die periode dat de zogeheten ‘Era of Reioinization‘ (EoR) plaatsvond, de periode dat de neutrale atomen (lees: atoomkernen met daaromheen elektronenen in een elektrisch neutrale toestand) geïoniseerd werden en de elektronen losraakten van de atoomkernen. Dankzij de bepaling van de helderheidsfunctie van de quasars kon men berekenen dat de quasars in het vroege heelal per seconde 10^28 fotonen konden uitstralen. Dat lijkt veel, maar het vormde slechts 1% van het benodigde aantal fotonen dat nodig was om de reïonisatie van de atomen in het heelal tot stand te brengen en te handhaven. De quasars leverden dus slechts een bescheiden bijdrage aan die ionisatie. Men denkt dat het leeuwendeel van die ionisatie het werk is geweest van zware sterren, die met hun sterke UV-straling de neutrale atomen ioniseerden.
Meer informatie vind je in het vakartikel van Yoshiki Matsuoka et al, Quasar Luminosity Function at z = 7, The Astrophysical Journal Letters (2023).
Bron: Phys.org.
Speak Your Mind