Astronomen hebben negen miljard jaar in het verleden gekeken om bewijs te vinden dat het samensmelten van sterrenstelsels in het vroege heelal de stervorming zou kunnen stopzetten en de groei van sterrenstelsels zou kunnen beïnvloeden.

Nieuw onderzoek onder leiding van Durham University, VK, de Franse commissie voor alternatieve energie en atoomenergie (CEA)-Saclay en de universiteit van Parijs-Saclay, laat zien dat een enorme hoeveelheid stervormend gas in het intergalactische medium werd uitgestoten door het samenkomen van twee sterrenstelsels.

De onderzoekers zeggen dat deze gebeurtenis, samen met een grote hoeveelheid stervorming in de nucleaire gebieden van de melkweg, zou uiteindelijk de gefuseerde melkweg - ID2299 genaamd - van brandstof voor nieuwe sterren beroven. Dit zou de stervorming enkele honderden miljoenen jaren stoppen, de ontwikkeling van de melkweg effectief stoppen.

Astronomen observeren vele massieve, dode sterrenstelsels met zeer oude sterren in het nabije heelal en weten niet precies hoe deze sterrenstelsels zijn gevormd.

Simulaties suggereren dat winden die worden gegenereerd door actieve zwarte gaten terwijl ze zich voeden, of die gecreëerd door intense stervorming, zijn verantwoordelijk voor dergelijke sterfgevallen door het gas uit sterrenstelsels te verdrijven.

Nu biedt de door Durham geleide studie het samensmelten van sterrenstelsels aan als een andere manier om stervorming te stoppen en de groei van sterrenstelsels te veranderen.

Observationele kenmerken van winden en "getijdenstaarten" veroorzaakt door de zwaartekrachtinteractie tussen sterrenstelsels in dergelijke fusies kunnen erg op elkaar lijken, dus suggereren de onderzoekers dat sommige resultaten uit het verleden, waarbij galactische winden werden gezien als de oorzaak van het stoppen van stervorming, mogelijk opnieuw moeten worden geëvalueerd.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie .

Hoofdauteur Dr. Annagrazia Puglisi, in het Centrum voor Extragalactische Astronomie van de Universiteit van Durham, zei:"We weten nog niet wat de exacte processen zijn achter het uitschakelen van stervorming in massieve sterrenstelsels.

"Van feedback gedreven winden van stervorming of actieve zwarte gaten wordt gedacht dat ze de belangrijkste verantwoordelijk zijn voor het verdrijven van het gas en het stoppen van de groei van massieve sterrenstelsels.

"Ons onderzoek levert overtuigend bewijs dat het gas dat uit ID2299 wordt geslingerd waarschijnlijk getijde is uitgestoten vanwege de fusie tussen twee gasrijke spiraalstelsels. De zwaartekrachtinteractie tussen twee sterrenstelsels kan dus voldoende impulsmoment bieden om een ​​deel van het gas uit te stoten in de melkwegomgeving.

"Dit suggereert dat fusies ook in staat zijn om de toekomstige evolutie van een melkwegstelsel te veranderen door het vermogen om sterren te vormen gedurende miljoenen jaren te beperken en verdienen meer onderzoek als we nadenken over de factoren die de groei van sterrenstelsels beperken."

Vanwege de hoeveelheid tijd die het licht van ID2299 nodig heeft om de aarde te bereiken, konden de onderzoekers het sterrenstelsel zien zoals het er negen miljard jaar geleden uit zou hebben gezien toen het zich in de late stadia van zijn fusie bevond.

Dit is een tijd waarin het universum slechts 4,5 miljard jaar oud was en in zijn meest actieve, "jongvolwassen" fase in vergelijking met een mensenleven.

Met behulp van de Atacama Large Millimeter Array (ALMA)-telescoop van de European Southern Observatory, in het noorden van Chili, de onderzoekers zagen dat het ongeveer de helft van zijn totale gasreservoir in de omgeving van de melkweg uitstootte.

Onderzoekers waren in staat om stervorming en het actieve zwarte gat van de melkweg als de reden voor deze uitwerping uit te sluiten door hun metingen te vergelijken met eerdere studies en simulaties en door de fysieke eigenschappen van het ontsnapte gas te meten.

De snelheid waarmee het gas uit ID2299 wordt verdreven, is te hoog om veroorzaakt te zijn door de energie gecreëerd door een zwart gat of starburst zoals gezien in eerdere studies, terwijl simulaties suggereren dat geen enkel zwart gat zoveel koud gas uit een melkwegstelsel kan uitstoten.

De excitatie van het ontsnapte gas is ook niet compatibel met een wind die wordt gegenereerd door een zwart gat of de geboorte van nieuwe sterren.

Co-auteur Dr. Emanuele Daddi, van CEA-Saclay zei:"Dit sterrenstelsel is getuige van een werkelijk extreme gebeurtenis.

"Het is waarschijnlijk gevangen tijdens een belangrijke fysieke fase voor de evolutie van sterrenstelsels die zich binnen een relatief kort tijdsbestek afspeelt. We moesten met ALMA naar meer dan 100 sterrenstelsels kijken om het te vinden."

Mede-co-auteur Dr. Jeremy Fensch, van het Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, toegevoegd:"Het bestuderen van dit enkele geval onthulde de mogelijkheid dat dit soort gebeurtenissen helemaal niet ongebruikelijk zijn en dat veel sterrenstelsels leden onder deze 'verwijdering van zwaartekrachtsgas', inclusief verkeerd geïnterpreteerde waarnemingen uit het verleden.

"Dit kan enorme gevolgen hebben voor ons begrip van wat de evolutie van sterrenstelsels feitelijk vormt."