Astronomen ontdekken een zwart gat dat zijn gaststelsel aan het ‘uithongeren’ is

Astronomen gebruikten NASA en de James Webb-ruimtetelescoop van de European Space Agency om te bevestigen dat superzware zwarte gaten gaststelsels kunnen beroven van de brandstof die ze nodig hebben om nieuwe sterren te vormen. resultaten Het werd gepubliceerd in het tijdschrift Natuurlijke astronomie.

Het internationale team, mede geleid door de Universiteit van Cambridge, gebruikte de Webb-telescoop om een ​​sterrenstelsel te observeren dat ongeveer zo groot was als de Melkweg in het vroege heelal, ongeveer twee miljard jaar na de oerknal. Zoals de meeste grote sterrenstelsels heeft het een superzwaar zwart gat in het centrum. Dit sterrenstelsel is echter in wezen ‘dood’: het is grotendeels gestopt met het vormen van nieuwe sterren.

Dr. Francesco DiEugenio, co-auteur van de studie van het Kavli Institute of Cosmology in Cambridge, zei: “Gebaseerd op eerdere waarnemingen wisten we dat dit sterrenstelsel zich in een uitgedoofde staat bevond: het vormt niet veel sterren vanwege zijn omvang, en we verwachten een verband tussen het zwarte gat en het einde van zijn vorming.”

“Tot de komst van de Webb-telescoop hebben we dit sterrenstelsel echter niet voldoende gedetailleerd kunnen bestuderen om deze associatie te bevestigen, en we weten nog niet of deze uitgedoofde toestand tijdelijk of permanent is.”

Dit sterrenstelsel, officieel GS-10578 genoemd maar ook wel het ‘Pablo-stelsel’ genoemd, naar de collega die besloot het in detail te observeren, is enorm groot in deze vroege periode van het heelal: de totale massa is ongeveer 200 miljard maal de massa van onze zon. en de meeste van zijn sterren ontstonden tussen 12,5 en 11,5 miljard jaar geleden.

Professor Roberto Maiolino, medeauteur van het onderzoek, van het Kavli Instituut voor Kosmologie, zei: ‘In het vroege heelal vormden de meeste sterrenstelsels veel sterren, dus het is interessant om in deze periode zo’n groot, dood sterrenstelsel te zien het had tijd “Genoeg om deze enorme omvang te bereiken, elk proces dat de stervorming zou stoppen zou waarschijnlijk relatief snel gebeuren.”

Met behulp van de Webb-telescoop ontdekten onderzoekers dat dit sterrenstelsel grote hoeveelheden gas uitstoot met snelheden tot ongeveer 1.000 kilometer per seconde, wat snel genoeg is om aan de zwaartekracht van het sterrenstelsel te ontsnappen. Het zwarte gat duwt deze snelle winden uit de melkweg.

Net als andere sterrenstelsels die zwarte gaten clusteren, kent het Pablostelsel snelle winden van heet gas, maar deze gaswolken zijn dun en hebben een lage massa. Webb ontdekte een nieuw onderdeel van de wind, dat met eerdere telescopen niet kon worden waargenomen. Dit gas is kouder, wat betekent dat het dichter is, en het allerbelangrijkste: het straalt geen licht uit. Het Webb Observatorium kan met zijn superieure gevoeligheid deze donkere gaswolken zien omdat ze een deel van het licht blokkeren dat uit het sterrenstelsel erachter komt.

De massa gas die uit het sterrenstelsel wordt uitgestoten, is groter dan wat het sterrenstelsel nodig heeft om nieuwe sterren te blijven vormen. Kortom, het zwarte gat hongert de melkweg uit.

“We hebben de boosdoener gevonden. Het zwarte gat doodt dit sterrenstelsel en houdt het inactief, door de bron van ‘voedsel’ af te snijden dat het sterrenstelsel nodig heeft om nieuwe sterren te vormen,” zei DiEugenio.

Hoewel eerdere theoretische modellen voorspelden dat zwarte gaten dit effect op sterrenstelsels zouden hebben, kon dit effect vóór Webb niet direct worden gedetecteerd.

Eerdere modellen hadden voorspeld dat het einde van de stervorming een gewelddadig, turbulent effect heeft op sterrenstelsels, waardoor hun vorm wordt vernietigd. Maar de sterren in dit schijfvormige sterrenstelsel bewegen nog steeds op een ordelijke manier, wat erop wijst dat dit niet altijd het geval is.

“We wisten dat zwarte gaten een enorme impact hebben op sterrenstelsels en zelfs de vorming van sterren kunnen tegenhouden, maar tot de komst van de Webb-telescoop konden we dit niet direct bevestigen”, zegt Maiolino. “Het is een andere manier waarop de Webb-telescoop een gigantische sprong voorwaarts is in termen van ons vermogen om het vroege universum te bestuderen en hoe het zich ontwikkelde.”

Nieuwe waarnemingen gedaan met de Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), die zich richt op de koudste en donkerste gascomponenten in het sterrenstelsel, zullen ons meer vertellen over de vraag of en waar er nog brandstof voor stervorming verborgen is in dit sterrenstelsel, en wat de impact van het gat zou kunnen zijn. Enorme zwartheid in de regio rond de Melkweg.