Enkele van de grootste sterrenstelsels in het heelal zitten vol met uitgedoofde sterren. Maar bijna 12 miljard jaar geleden, kort nadat het universum voor het eerst was geschapen, deze massieve sterrenstelsels waren hotspots die miljarden sterren voortbrachten.

Hoe dit soort kosmische rijken, stoffige starburst-sterrenstelsels genoemd, galactische dode zones zijn geworden, is een blijvend mysterie.

Astronomen aan de Universiteit van Iowa, in een nieuwe studie gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift , een aanwijzing geven. Ze zeggen quasars, krachtige energiebronnen waarvan wordt aangenomen dat ze in het hart van sterrenstelsels wonen, kan verantwoordelijk zijn voor de reden waarom sommige stoffige starburst-sterrenstelsels ophielden met het maken van sterren.

De studie zou kunnen helpen verklaren hoe sterrenstelsels evolueren van stermakers tot kosmische begraafplaatsen en hoe verschillende fenomenen waarvan wetenschappers weinig weten:quasars en superzware zwarte gaten waarvan wordt aangenomen dat ze diep in alle sterrenstelsels bestaan. bijvoorbeeld - kan die veranderingen voortstuwen.

De wetenschappers kwamen tot hun theorie na het lokaliseren van quasars in vier stoffige starburst-sterrenstelsels die nog steeds sterren creëren.

"Deze quasars kunnen een belangrijke rol spelen bij het uitsterven van de stoffige starbursts in de kosmische geschiedenis, " zegt Hai Fu, assistent-professor bij de afdeling Natuur- en Sterrenkunde van de UI en de eerste auteur van het artikel. "Dit komt omdat quasars energiek genoeg zijn om gas uit de melkweg te stoten, en gas is de brandstof voor stervorming, dus quasars bieden een levensvatbaar mechanisme om de overgang tussen een starburst en een uitgestorven elliptische (sterrenstelsel) te verklaren."

Quasars zouden niet detecteerbaar moeten zijn in stoffige starburst-sterrenstelsels omdat hun licht zou worden geabsorbeerd, of geblokkeerd, door het gruis dat is opgewoeld door de intense stervormingsactiviteit die daar plaatsvindt, zegt Fu.

"Dus, het feit dat we dergelijke quasars zagen, impliceert dat er meer quasars verborgen moeten zijn in stoffige starbursts, " zegt Fu. "Om dit tot het uiterste te drijven, misschien herbergt elk stoffig sterrenstelsel een quasar en kunnen we de quasars gewoon niet zien."

Fu en zijn team hebben de quasars in maart 2016 gelokaliseerd met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een bank van radiotelescopen op meer dan 16, 000 voet boven de zeespiegel in het noorden van Chili. Het was de eerste keer dat Fu's team tijd reserveerde op ALMA, in 2013 volledig operationeel geworden en gefinancierd door internationale partners, waaronder de Amerikaanse National Science Foundation.

De wetenschappers brachten de quasars vervolgens in kaart met andere telescopen en bij golflengten variërend van ultraviolet tot ver infrarood. Op basis van deze observaties, ze bevestigden dat de quasars dezelfde zijn als die van ALMA. De vraag werd toen:waarom zijn deze quasars zichtbaar als ze moeten worden omhuld?

De onderzoekers hebben een theorie. Ze denken dat de quasars uit diepe gaten in elk sterrenstelsel gluren, een stofvrij vacuüm dat licht laat ontsnappen in de bewolkte omgeving. De specifieke vorm van deze sterrenstelsels is onduidelijk, omdat zelfs ALMA niet krachtig genoeg is om een ​​duidelijk beeld te geven van gebieden van de kosmos waar het licht dat wordt gedetecteerd 12 miljard jaar geleden werd uitgezonden. toen het heelal ongeveer een zevende van zijn huidige leeftijd was. Maar het team stelt zich voor dat de sterrenstelsels de vorm van een donut hebben en zo georiënteerd zijn dat hun gaten (en, dus, de quasar) te zien is.

"Het is een zeldzaam geval van geometrie in de rij, " zegt Jacob Isbel, een UI senior van Garrison, Iowa, hoofdvak in natuurkunde en astronomie en de tweede auteur van het artikel. "En dat gat is toevallig uitgelijnd met onze gezichtslijn."

De wetenschappers denken nu dat de meeste quasars in stoffige starburst-sterrenstelsels niet kunnen worden gezien omdat ze zo zijn georiënteerd dat ze verborgen blijven. Maar het vinden van vier voorbeelden van stoffige starburst-sterrenstelsels met zichtbare quasars lijkt niet willekeurig; in feite, het suggereert dat er meer zijn.

Het blad is getiteld, "Het circumgalactische medium van submillimeterstelsels. II. Onverduisterde QSOS binnen stoffige starbursts en QSO-zichtlijnen met impactparameters van minder dan 100 kiloparsec."