Menu

Zwarte gaten remmen de groei van sterrenstelsels af

16/10/2019 - Hypothese, Interstellair, Stelsels, Sterren, Zwarte gaten
Zwarte gaten remmen de groei van sterrenstelsels af

Astronomen hebben ontdekt dat sterke winden afkomstig van grote zwarte gaten in het centrum van een dwergsterrenstelsel invloed hebben op de evolutie van die sterrenstelsels. Ze onderdrukken de vorming van nieuwe sterren.

Dwergsterrenstelsels zijn kleine sterrenstelsels die enkele miljoenen tot enkele miljarden sterren bevatten. Ter vergelijking, onze Melkweg bevat 200 tot 400 miljard sterren. Dwergsterrenstelsels komen het vaakst voor in het universum. Ze draaien vaak in een baan rond grotere sterrenstelsels.

In het centrum van grote sterrenstelsels blijken altijd massieve zwarte gaten te zitten. In het geval van onze Melkweg is dat Sagittarius A. Massieve zwarte gaten hebben een massa van enkele miljarden keren de massa van de zon.

Astronomen hebben al enkele jaren het vermoeden dat massieve zwarte gaten in het centrum van grote sterrenstelsels een diepgaande invloed hebben op de manier waarop die sterrenstelsels groeien en evolueren. De bevindingen over krachtige winden rond een zwart gat tonen aan dat hun invloed ingrijpend kan zijn op dwergsterrenstelsels. Het team van onderzoekers hebben data gebruikt van 50 geïdentificeerde dwergsterrensels. 29 van die sterrenstelsels vertoonden kenmerken die erop wezen dat een massief zwart gat aanwezig is in hun centrum. 6 van die 29 stelsels hadden dan weer aanwijzingen dat er krachtige winden uit hun actieve zwarte gat vloeiden. Met krachtige winden wordt een uitstroom van geïoniseerd gas aan hoge snelheden bedoeld.

Met de Keck-telescoop in Hawaï werden naast de winden ook bepaalde eigenschappen waargenomen. Zo werden de bewegingen en de krachtbron van de winden gemeten, de eerste keer dat dit gedaan is.

Grote sterrenstelsels, zoals de Melkweg, worden vaak gevormd wanneer twee dwergsterrenstelsels samensmelten. Sommige dwergsterrenstelsels hebben op de één of andere manier vermeden om samen te smelten en blijven dus klein. Astronomen hebben nu voor de eerste keer gezien dat er directe winden in die kleine stelsels aanwezig is, uitstroom van gas tegen een snelheid van 1000 kilometer per seconde. Wanneer materiaal in een zwart gat valt, wordt het verhit door de wrijving en de sterke zwaartekrachtvelden. Daarna geeft het stralingsenergie vrij die op zijn beurt het aanwezige gas naar buiten duwt, naar de intergalactische ruimte tussen de sterrenstelsels.

In de zes dwergsterrenstelsels waarin de krachtige winden aanwezig zijn, blijkt dat die winden worden uitgestoten door de actieve zwarte gaten van de sterrenstelsels in plaats van door stellaire processen zoals supernova’s. Winden die voortkomen uit stellaire processen zorgen voor de hoeveelheid gas die beschikbaar is voor de vorming van nieuwe sterren.

Als een krachtige wind uit een zwart gat wordt geduwd, dan duwt die ook al het gas voor zich uit. Dit levert als resultaat een korte toename van stervorming. Maar wanneer al het gas uit het centrum is verdreven, is er geen gas meer beschikbaar en neemt de vorming van nieuwe sterren opnieuw af. Het lijkt erop dat dit aan het gebeuren is in de zes dwergsterrenstelsels.

Astronomen zijn nu van plan om de massa en de impuls van de gasuitstoot in dwergsterrenstelsels te bestuderen. Dit zou de astronomen nieuwe data moeten opleveren voor het maken van modellen. Die modellen leren op hun beurt de astronomen precies hoe de winden de dwergstelsels beïnvloeden. Daarnaast zullen astronomen ook opzoek gaan naar andere dwergsterrenstelsels met een uitstroom die zijn oorsprong heeft in actieve zwarte gaten.