Sterren die zich in sterrenstelsels vormen, lijken te worden beïnvloed door het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel, maar het mechanisme van hoe dat gebeurt, was tot nu toe niet duidelijk voor astronomen.

"Superzware zwarte gaten zijn fascinerend, " zegt hoofdauteur Shelley Wright, een University of California San Diego hoogleraar natuurkunde. "Begrijpen waarom en hoe sterrenstelsels worden beïnvloed door hun superzware zwarte gaten is een uitstekende puzzel in hun formatie."

In een onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in The Astrofysisch tijdschrift , Wright, afgestudeerde student Andrey Vayner, en hun collega's onderzochten de energieën rond de krachtige winden die worden gegenereerd door de heldere, krachtig superzwaar zwart gat (bekend als een "quasar") in het centrum van het 3C 298-gaststelsel, op ongeveer 9,3 miljard lichtjaar afstand.

"We bestuderen superzware zwarte gaten in het zeer vroege heelal wanneer ze actief groeien door enorme hoeveelheden gasvormig materiaal te verzamelen, ", zegt Wright. "Hoewel zwarte gaten zelf geen licht uitstralen, het gasvormige materiaal waarop ze kauwen wordt verhit tot extreme temperaturen, waardoor ze de meest lichtgevende objecten in het universum zijn."

Uit het onderzoek van het UC San Diego-team bleek dat de wind door de hele melkweg waait en de groei van sterren beïnvloedt.

"Dit is opmerkelijk dat het superzware zwarte gat in staat is om sterren te beïnvloeden die zich op zulke grote afstanden vormen, " zegt Wright.

Vandaag, naburige sterrenstelsels laten zien dat de massa van sterrenstelsels nauw gecorreleerd is met de massa van het superzware zwarte gat. Uit het onderzoek van Wright en Vayner blijkt dat 3C 298 niet binnen deze normale schaalverhouding tussen nabije sterrenstelsels en de superzware zwarte gaten die zich in hun centrum bevinden, valt. Maar, in het vroege heelal, hun studie toont aan dat het 3C 298-sterrenstelsel 100 keer minder massief is dan het zou moeten krijgen met zijn gigantische superzware zwarte gatmassa.

Dit houdt in dat de massa van het superzware zwarte gat ruim voor de melkweg is vastgesteld, en mogelijk zijn de energieën van de quasar in staat om de groei van de melkweg te beheersen.

Om de studie uit te voeren, de UC San Diego-onderzoekers maakten gebruik van meerdere ultramoderne astronomische faciliteiten. De eerste hiervan was Keck Observatory's instrument OSIRIS (OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph) en zijn geavanceerde adaptieve optica (AO) systeem. Met een AO-systeem kunnen telescopen op de grond beelden van hogere kwaliteit maken door te corrigeren voor de vervaging die wordt veroorzaakt door de atmosfeer van de aarde. De resulterende beelden zijn net zo goed als die uit de ruimte.

De tweede grote faciliteit was de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, bekend als "ALMA, " een internationaal observatorium in Chili dat millimetergolflengten kan detecteren met behulp van maximaal 66 antennes om beelden met hoge resolutie te maken van het gas rond de quasar.

"Het leukste aan het onderzoeken van deze melkweg is het verzamelen van alle gegevens van verschillende golflengten en technieken, " zei Vayner. "Elke nieuwe dataset die we over deze melkweg hebben verkregen, beantwoordde één vraag en hielp ons enkele puzzelstukjes in elkaar te leggen. Echter, tegelijkertijd, het creëerde nieuwe vragen over de aard van melkwegstelsels en de vorming van superzware zwarte gaten."

Wright was het ermee eens, zeggen dat de datasets "enorm prachtig" waren van zowel Keck Observatory als ALMA, biedt een schat aan nieuwe informatie over het heelal.

Deze bevindingen zijn de eerste resultaten van een groter onderzoek van verre quasars en de invloed van hun energie op de vorming van sterren en de groei van sterrenstelsels. Vayner en het team zullen doorgaan met het ontwikkelen van resultaten op verder weg gelegen quasars met behulp van de nieuwe faciliteiten en mogelijkheden van Keck Observatory en ALMA.