perseus

Turbulentie is voor veel mensen een nachtmerrie. Röntgenobservatorium Chandra heeft nu ontdekt dat turbulentie ook allesbehalve prettig is voor sterrenclusters: zij slagen er door turbulentie niet in om nieuwe sterren te produceren.

Sterrenclusters zijn de grootste objecten in het universum en bestaan soms wel uit honderden of duizenden sterrenstelsels. Die sterrenstelsels zijn als het ware ondergedompeld in gas. Dat gas is ontzettend heet. Maar na verloop van tijd begint het gas af te koelen en op een gegeven moment is het gas in het centrum van deze clusters koel genoeg om nieuwe sterren te gaan vormen.

Probleem
Klinkt als een helder verhaal. Er is echter één probleem. In veel sterrenclusters zien wetenschappers maar geen nieuwe sterren ontstaan. “We wisten dat het gas in clusters op de één of andere manier verhit wordt en dat zo voorkomen wordt dat het afkoelt en sterren vormt,” legt onderzoeker Irina Zhuravleva uit. “De vraag was: hoe?” Röntgenobservatorium Chandra komt met een antwoord.

Zwart gat
Uit eerder onderzoek was al gebleken dat supermassieve zwarte gaten – die zich in het hart van grote sterrenstelsels in het midden van de sterrenclusters bevinden – grote hoeveelheden energie afgeven. Die energie verlaat het zwarte gat in de vorm van ‘jets’ of straalstromen. Die straalstromen creëren holtes in het warme gas. Chandra en andere röntgenobservatoria hebben deze enorme holtes tijdens eerdere studies al gedetecteerd.

Warm
In dit nieuwste onderzoek gingen de wetenschappers met behulp van Chandra na hoe energie afkomstig uit deze holtes wordt doorgegeven aan het omringende gas. Uit het onderzoek blijkt dat de interactie tussen de holtes en het gas turbulentie – oftewel chaotische bewegingen – veroorzaakt. En die bewegingen zorgen ervoor dat het gas niet afkoelt, maar in plaats daarvan nog miljarden jaren warm blijft. Te warm om sterren voort te brengen.

De onderzoekers trekken hun conclusies nadat ze twee enorme sterrenclusters bestudeerden: het Perseuscluster en Virgocluster. Ze maten de fluctuaties in de dichtheid van het gas om meer te kunnen zeggen over de mate van turbulentie. “Ons onderzoek geeft een schatting van hoeveel turbulentie in deze clusters gegenereerd wordt,” vertelt onderzoeker Alexander Schekochihin. “Van wat wij tot zo ver hebben gezien, is er genoeg turbulentie om de afkoeling van het gas tegen te gaan.” In de meeste gevallen zijn uitbarstingen van supermassieve zwarte gaten de bron van de turbulentie, maar de onderzoekers wijzen erop dat turbulentie ook kan ontstaan als twee sterrenclusters samensmelten.