Zwarte gaten staan ​​erom bekend dat ze objecten uit elkaar scheuren, inclusief sterren. Maar nu, astronomen hebben een zwart gat ontdekt dat mogelijk heeft geleid tot de geboorte van sterren over een verbijsterende afstand, en over meerdere sterrenstelsels.

Indien bevestigd, deze ontdekking, gemaakt met NASA's Chandra X-ray Observatory en andere telescopen, zou het grootste bereik vertegenwoordigen dat ooit is gezien voor een zwart gat dat als een stellaire kick-starter fungeert. Het zwarte gat lijkt de stervorming op meer dan een miljoen lichtjaar afstand te hebben versterkt. (Eén lichtjaar is gelijk aan 6 biljoen mijl.)

"Dit is de eerste keer dat we een enkel zwart gat de geboorte van sterren hebben zien stimuleren in meer dan één sterrenstelsel tegelijk, " zei Roberto Gilli van het National Institute of Astrophysics (INAF) in Bologna, Italië, hoofdauteur van de studie die de ontdekking beschrijft. "Het is verbazingwekkend om te bedenken dat het zwarte gat van een sterrenstelsel invloed kan hebben op wat er gebeurt in andere sterrenstelsels op miljoenen triljoenen kilometers afstand."

Een zwart gat is een extreem dicht object waaruit geen licht kan ontsnappen. De immense zwaartekracht van het zwarte gat trekt omringend gas en stof aan, maar deeltjes van een kleine hoeveelheid van dat materiaal kunnen ook weggekatapulteerd worden met bijna de lichtsnelheid. Deze snel bewegende deeltjes vormen twee smalle bundels of "jets" nabij de polen van het zwarte gat.

Het superzware zwarte gat dat wetenschappers in de nieuwe studie hebben waargenomen, bevindt zich in het centrum van een sterrenstelsel op ongeveer 9,9 miljard lichtjaar van de aarde. Dit sterrenstelsel heeft minstens zeven naburige sterrenstelsels, volgens waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) en de Large Binocular Telescope (LBT) van de European Southern Observatory.

Met behulp van de Karl Jansky Very Large Array van de National Science Foundation, wetenschappers hadden eerder radiogolfemissie gedetecteerd van een straal van hoogenergetische deeltjes die ongeveer een miljoen lichtjaar lang is. De jet kan worden getraceerd naar het superzware zwarte gat, die Chandra ontdekte als een krachtige bron van röntgenstraling geproduceerd door heet gas dat rond het zwarte gat wervelt. Gilli en collega's ontdekten ook een diffuse wolk van röntgenstraling rond het ene uiteinde van de radiostraal. Deze röntgenstraling is hoogstwaarschijnlijk afkomstig van een gigantische bel van heet gas die wordt verwarmd door de interactie van de energetische deeltjes in de radiostraal met omringende materie.

Terwijl de hete bel uitbreidde en door vier naburige sterrenstelsels raasde, het kan een schokgolf hebben veroorzaakt die koel gas in de sterrenstelsels samenperst, waardoor sterren worden gevormd. Alle vier sterrenstelsels zijn ongeveer op dezelfde afstand, ongeveer 400, 000 lichtjaar, vanuit het midden van de bel. De auteurs schatten dat de stervormingssnelheid ongeveer twee tot vijf keer hoger is dan die van typische sterrenstelsels met vergelijkbare massa's en afstand tot de aarde.

"Het verhaal van koning Midas vertelt over zijn magische aanraking die metaal in goud kan veranderen, " zei co-auteur Marco Mignoli, ook van INAF in Bologna, Italië. "Hier hebben we een geval van een zwart gat dat hielp om gas in sterren te veranderen, en het bereik is intergalactisch."

Astronomen hebben veel gevallen gezien waarin een zwart gat zijn omgeving beïnvloedt door "negatieve feedback" - met andere woorden, de vorming van nieuwe sterren te beperken. Dit kan gebeuren wanneer de jets van het zwarte gat zoveel energie injecteren in het hete gas van een melkwegstelsel, of melkwegcluster, dat het gas niet genoeg kan afkoelen om grote aantallen sterren te maken.

In deze nieuw ontdekte verzameling sterrenstelsels, astronomen hebben een minder gebruikelijk voorbeeld gevonden van "positieve feedback, " waar de effecten van het zwarte gat de stervorming vergroten. toen astronomen eerder positieve feedback tegenkwamen, het betrof ofwel een toename van de stervormingssnelheid van 30% of minder, of het gebeurde op schalen van slechts ongeveer 20, 000 tot 50, 000 lichtjaar op een nabijgelegen begeleidend sterrenstelsel. Of de feedback positief of negatief is, hangt af van een delicate balans tussen de verwarmingssnelheid en de koelsnelheid van een wolk. Dat komt omdat wolken die aanvankelijk koeler zijn wanneer ze worden geraakt door een schokgolf, meer vatbaar zijn voor positieve feedback, en meer sterren vormen.

"Zwarte gaten hebben een welverdiende reputatie als krachtig en dodelijk, maar niet altijd, " zei co-auteur Alessandro Peca, voorheen bij INAF in Bologna en nu een Ph.D. student aan de Universiteit van Miami. "Dit is een goed voorbeeld dat ze soms dat stereotype trotseren en in plaats daarvan koesteren."

De onderzoekers gebruikten in totaal zes dagen Chandra-observatietijd, verspreid over vijf maanden.

"Het is alleen vanwege deze zeer diepe waarneming dat we de hete gasbel zagen die door het zwarte gat werd geproduceerd, " zei co-auteur Colin Norman van de Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland. "Door objecten te targeten die vergelijkbaar zijn met deze, we kunnen ontdekken dat positieve feedback heel gebruikelijk is bij de vorming van groepen en clusters van sterrenstelsels."

Een paper waarin deze resultaten worden beschreven, is gepubliceerd in het meest recente nummer van het tijdschrift Astronomie en astrofysica .