Een internationaal team van astronomen gebruikte een database waarin waarnemingen van de beste telescopen ter wereld werden gecombineerd, waaronder de Subaru-telescoop, om het signaal te detecteren van de actieve superzware zwarte gaten van stervende sterrenstelsels in het vroege heelal. Het verschijnen van deze actieve superzware zwarte gaten correleert met veranderingen in het gaststelsel, wat suggereert dat een zwart gat verstrekkende gevolgen zou kunnen hebben voor de evolutie van zijn gaststelsel.

Het Melkwegstelsel omvat sterren van verschillende leeftijden, waaronder sterren die zich nog vormen. Maar in sterrenstelsels die bekend staan ​​als elliptische sterrenstelsels, zijn alle sterren oud en ongeveer even oud. Dit geeft aan dat elliptische sterrenstelsels in het begin van hun geschiedenis een periode van vruchtbare stervorming hadden die plotseling eindigde. Waarom deze stervorming in sommige sterrenstelsels ophield en in andere niet, is niet goed begrepen. Een mogelijkheid is dat een superzwaar zwart gat het gas in sommige sterrenstelsels verstoort, waardoor een omgeving ontstaat die ongeschikt is voor stervorming.

Om deze theorie te testen, kijken astronomen naar verre sterrenstelsels. Vanwege de eindige snelheid van het licht heeft het licht tijd nodig om door de leegte van de ruimte te reizen. Het licht dat we zien van een object op 10 miljard lichtjaar afstand moest 10 miljard jaar reizen om de aarde te bereiken. Het licht dat we vandaag zien, laat dus zien hoe het sterrenstelsel eruitzag toen het licht dat sterrenstelsel 10 miljard jaar geleden verliet. Dus kijken naar verre sterrenstelsels is als terugkijken in de tijd. Maar de tussenliggende afstand betekent ook dat verre sterrenstelsels zwakker lijken, wat studie moeilijk maakt.

Om deze moeilijkheden te overwinnen, gebruikte een internationaal team onder leiding van Kei Ito van SOKENDAI in Japan de Cosmic Evolution Survey (COSMOS) om sterrenstelsels op een afstand van 9,5-12,5 miljard lichtjaar te bemonsteren. COSMOS combineert gegevens van toonaangevende telescopen, waaronder de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Subaru Telescope. COSMOS omvat radiogolven, infrarood licht, zichtbaar licht en röntgengegevens.

Het team gebruikte eerst optische en infrarode gegevens om twee groepen sterrenstelsels te identificeren:die met aanhoudende stervorming en die waar de stervorming is gestopt. De signaal-ruisverhouding van röntgen- en radiogolven was te zwak om individuele sterrenstelsels te identificeren. Dus het team combineerde de gegevens voor verschillende sterrenstelsels om beelden met een hogere signaal-ruisverhouding van "gemiddelde" sterrenstelsels te produceren. In de gemiddelde afbeeldingen bevestigde het team zowel röntgen- als radio-emissies voor de sterrenstelsels zonder stervorming.

Dit is de eerste keer dat dergelijke emissies zijn gedetecteerd voor verre sterrenstelsels op meer dan 10 miljard lichtjaar afstand. Bovendien laten de resultaten zien dat de röntgen- en radio-emissies te sterk zijn om alleen door de sterren in de melkweg te worden verklaard, wat wijst op de aanwezigheid van een actief superzwaar zwart gat. Dit activiteitssignaal van een zwart gat is zwakker voor sterrenstelsels waar stervorming aan de gang is.

Deze resultaten, gepubliceerd in The Astrophysical Journal , laten zien dat een abrupt einde aan stervorming in het vroege heelal correleert met verhoogde activiteit van superzware zwarte gaten. Meer onderzoek is nodig om de details van de relatie vast te stellen. + Verder verkennen

NGC 541 voedt een onregelmatig sterrenstelsel in nieuwe Hubble-afbeelding