Astronomen aan de Universiteit van Californië, rivieroever, hebben ontdekt dat krachtige winden aangedreven door superzware zwarte gaten in de centra van dwergstelsels een significante invloed hebben op de evolutie van deze sterrenstelsels door stervorming te onderdrukken.

Dwergstelsels zijn kleine sterrenstelsels die tussen de 100 miljoen en een paar miljard sterren bevatten. In tegenstelling tot, de Melkweg heeft 200-400 miljard sterren. Dwergstelsels zijn het meest voorkomende type sterrenstelsel in het heelal en draaien vaak om grotere sterrenstelsels.

Het team van drie astronomen was verrast door de kracht van de gedetecteerde winden.

"We hadden verwacht dat we waarnemingen met een veel hogere resolutie en gevoeligheid nodig zouden hebben, en we waren van plan deze te verkrijgen als vervolg op onze eerste waarnemingen, " zei Gabriela Canalizo, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan UC Riverside, die het onderzoeksteam leidde. "Maar we konden de tekenen sterk en duidelijk zien in de eerste waarnemingen. De wind was sterker dan we hadden verwacht."

Canalizo legde uit dat astronomen de afgelopen decennia vermoeden dat superzware zwarte gaten in de centra van grote sterrenstelsels een diepgaande invloed kunnen hebben op de manier waarop grote sterrenstelsels groeien en verouderen.

"Onze bevindingen geven nu aan dat hun effect net zo dramatisch kan zijn, zo niet dramatischer, in dwergsterrenstelsels in het heelal, " ze zei.

Studieresultaten verschijnen in The Astrofysisch tijdschrift .

De onderzoekers, waaronder ook Laura V. Sales, een assistent-professor natuurkunde en sterrenkunde; en Christina M. Manzano-King, een doctoraatsstudent in het lab van Canalizo, gebruikte een deel van de gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, die meer dan 35% van de lucht in kaart brengt, om 50 dwergsterrenstelsels te identificeren, 29 daarvan vertoonden tekenen van associatie met zwarte gaten in hun centra. Zes van deze 29 sterrenstelsels vertoonden aanwijzingen voor winden, met name geïoniseerd gas met hoge snelheid stroomt uit hun actieve zwarte gaten.

"Met behulp van de Keck-telescopen op Hawaï, konden we niet alleen detecteren, maar meet ook specifieke eigenschappen van deze winden, zoals hun kinematica, verdeling, en stroombron - de eerste keer dat dit is gedaan, "Zei Canalizo. "We hebben enig bewijs gevonden dat deze winden de snelheid kunnen veranderen waarmee de sterrenstelsels sterren kunnen vormen."

Manzano-koning, de eerste auteur van het onderzoeksartikel, legde uit dat veel onbeantwoorde vragen over de evolutie van sterrenstelsels kunnen worden begrepen door dwergstelsels te bestuderen.

"Grotere sterrenstelsels ontstaan ​​vaak wanneer dwergstelsels samensmelten, "zei ze. "Dwergstelsels zijn, daarom, nuttig om te begrijpen hoe sterrenstelsels evolueren. Dwergstelsels zijn klein omdat ze na hun vorming op de een of andere manier vermeden ze samensmelten met andere sterrenstelsels. Dus, ze dienen als fossielen door te onthullen hoe de omgeving van het vroege universum eruit zag. Dwergstelsels zijn de kleinste sterrenstelsels waarin we direct winden zien - gasstromen tot 1, 000 kilometer per seconde - voor de eerste keer."

Manzano-King legde uit dat als materiaal in een zwart gat valt, het warmt op door wrijving en sterke zwaartekrachtsvelden en geeft stralingsenergie vrij. Deze energie duwt omgevingsgas naar buiten vanuit het centrum van de melkweg naar de intergalactische ruimte.

"Wat interessant is, is dat deze winden worden verdreven door actieve zwarte gaten in de zes dwergstelsels in plaats van door stellaire processen zoals supernova's, "zei ze. "Typisch, winden aangedreven door stellaire processen komen veel voor in dwergstelsels en vormen het dominante proces voor het reguleren van de hoeveelheid gas die beschikbaar is in dwergstelsels voor het vormen van sterren."

Astronomen vermoeden dat wanneer de wind afkomstig van een zwart gat naar buiten wordt geduwd, het comprimeert het gas voor de wind, die de stervorming kan vergroten. Maar als alle wind uit het centrum van de melkweg wordt verdreven, gas komt niet meer beschikbaar en stervorming kan afnemen. Dit laatste lijkt te gebeuren in de zes dwergsterrenstelsels die de onderzoekers hebben geïdentificeerd.

"In deze zes gevallen de wind heeft een negatieve invloed op de stervorming, Sales zei. "Theoretische modellen voor de vorming en evolutie van sterrenstelsels hebben de impact van zwarte gaten in dwergstelsels niet meegenomen. We zien bewijs, echter, van een onderdrukking van stervorming in deze sterrenstelsels. Onze bevindingen laten zien dat modellen voor de vorming van sterrenstelsels zwarte gaten als belangrijk, indien niet dominant, regulatoren van stervorming in dwergstelsels."

Volgende, de onderzoekers zijn van plan om de massa en het momentum van gasuitstroom in dwergsterrenstelsels te bestuderen.

"Dit zou theoretici die op dergelijke gegevens vertrouwen beter informeren om modellen te bouwen, " zei Manzano-King. "Deze modellen, beurtelings, observerende astronomen leren hoe de wind dwergstelsels beïnvloedt. We zijn ook van plan om een ​​systematische zoektocht uit te voeren in een grotere steekproef van de Sloan Digital Sky Survey om dwergstelsels te identificeren waarvan de uitstroom afkomstig is uit actieve zwarte gaten."