elliptisch sterrenstelsel

Grote zwarte gaten kunnen de geboorte van nieuwe sterren voorkomen. Dat blijkt uit een nieuw onderzoek. Het kan verklaren waarom sterrenstelsels die ooit in razendsnel tempo sterren produceerden dat nu niet meer doen.

De onderzoekers bestudeerden zwarte gaten met behulp van het Sunyaev–Zel’dovich Effect. Dit effect treedt op wanneer zeer energetische elektronen in warm gas de interactie aangaan met zwak licht in de kosmische achtergrondstraling – licht dat nog stamt uit de tijd van het jonge universum, toen het nog duizend keer warmer was en een miljard keer grotere dichtheid had.

Het effect
“Dit effect wordt meestal gebruikt om clusters bestaande uit honderden sterrenstelsels te bestuderen, maar de sterrenstelsels waar wij naar op zoek waren, zijn veel kleiner en worden vaak maar door hooguit twee andere sterrenstelsels vergezeld,” vertelt onderzoeker Megan Gralla. “Wat wij doen, is een andere vraag stellen dan eerder is gedaan. We gebruiken een techniek die al een tijdje bestaat en waar onderzoekers heel succesvol gebruikt van hebben gemaakt en wij gebruiken deze om een totaal andere vraag in een totaal ander onderzoeksgebied binnen de astronomie te beantwoorden.”

De geboorte van een ster
De onderzoekers richtten zich met hun studie op de geboorte van sterren. Dat begint met een sterrenstelsel dat warm gas naar zich toetrekt. Eenmaal in dat sterrenstelsel gearriveerd kan dat gas gaan afkoelen en sterren gaan vormen. Een deel van het gas dat het sterrenstelsel naar zich toetrekt, belandt in het zwarte gat dat zodoende met het sterrenstelsel mee kan groeien. Dit verhaal kan zich meerdere keren herhalen: het sterrenstelsel trekt nog meer gas naar binnen, het gas koelt af, er ontstaan meer sterren en het zwarte gat groeit. Maar in bijna alle volwassen sterrenstelsels – de grote sterrenstelsels die we vanwege hun vorm aanduiden als elliptisch – is er een kink in de kabel gekomen: het gas in die sterrenstelsels koelt niet meer af. “Als gas warm blijft, kan het niet ineenstorten,” legt onderzoeker Tobias Marriage uit. En dus kunnen er ook geen nieuwe sterren geboren worden.

De bevindingen
Maar wat zorgt er nu voor dat die sterrenstelsels niet langer in staat zijn om sterren te produceren? De onderzoekers bestudeerden een aantal sterrenstelsels. En stuitten zo op een aantal sterrenstelsels met in het hart een groot zwart gat dat radiostraling producerende energierijke elektrisch geladen deeltjes met bijna de snelheid van het licht voortbracht. En wanneer ze op zo’n zwart gat stuitten, bleek het gas in het sterrenstelsel heel warm te zijn en bleek het sterrenstelsel een gebrek aan jonge sterren te hebben. Het wijst erop dat deze radiostraling van het zwarte gat de geboorte van sterren onmogelijk maakt. Door de straling kan het gas in het sterrenstelsel niet meer afkoelen.

“Het exacte mechanisme erachter begrijpen we nog niet goed,” benadrukt Marriage. Zo is onduidelijk waarom zwarte gaten op een gegeven moment die radiostraling gaan produceren en een sterrenstelsel dat lang veel sterren produceerde veranderen in een sterrenstelsel dat te kampen krijgt met ‘vergrijzing’.