Nieuw onderzoek gepubliceerd in Nature toont nieuwe waarnemingen van de James Webb Space Telescope (JWST) die erop wijzen dat zwarte gaten de stervorming in massieve sterrenstelsels snel stopzetten door grote hoeveelheden gas explosief te verwijderen.

Het internationale team ontdekte dat meer dan 90% van de galactische wind uit neutraal gas bestaat en daarom in eerdere onderzoeken vrijwel onzichtbaar was. Dit werk is de eerste directe bevestiging dat superzware zwarte gaten in staat zijn sterrenstelsels uit te schakelen.

Het verschil tussen deze nieuwe studie en eerdere werkzaamheden zit in het soort gas dat wordt waargenomen:tot nu toe was het alleen mogelijk om geïoniseerd gas te detecteren, dat warm is; terwijl de JWST ook neutraal gas kon detecteren, dat koud is.

Dr. Rebecca Davies van het Centre for Astrophysics and Supercomputing van de Swinburne University of Technology leidde het Australische team achter deze ontdekking en hielp bij het vinden van de krachtige, door zwart gaten aangedreven uitstroom in een ver, massief sterrenstelsel met een zeer laag niveau van stervorming.

‘De uitstroom verwijdert gas sneller dan gas wordt omgezet in sterren, wat erop wijst dat de uitstroom waarschijnlijk een zeer significante impact zal hebben op de evolutie van de Melkweg. Onze bevindingen leveren nieuw bewijsmateriaal dat erop wijst dat door zwart gaten aangedreven uitstromen in staat zijn om stervorming in massieve sterrenstelsels snel afsluiten of 'blussen'."

Wanneer de stervorming is uitgedoofd, betekent dit dat een sterrenstelsel is gestopt met het vormen van sterren. Het vertegenwoordigt de transformatie tussen een sterrenstelsel dat actief sterren vormt, waardoor het kan groeien en veranderen, en een sterrenstelsel dat ‘dood’ en statisch is. Het blussen is daarom een ​​fundamenteel proces in de levenscyclus van sterrenstelsels. Astronomen begrijpen echter nog steeds niet in detail wat ervoor zorgt dat sterrenstelsels stoppen met het vormen van sterren.

Samen met internationaal erkende onderzoekers, met name hoofdauteur Sirio Belli van de Universiteit van Bologna, bestudeerde Dr. Davies een sterrenstelsel dat zich op een enorme afstand van de aarde bevindt en waarvan het licht er meer dan 10 miljard jaar over deed om ons te bereiken.

Actieve galactische kernen (AGN) – superzware zwarte gaten die grote hoeveelheden gas verbruiken – kunnen de uitstroom uit sterrenstelsels verdrijven. De krachtigste AGN zorgt voor een zeer enorme uitstroom die mogelijk in een relatief "korte" tijd al het gas uit de gaststelsels zou kunnen verwijderen, waardoor de stervorming zou stoppen.

“De JWST maakte het voor ons mogelijk om de koelere, neutrale gasfase van normale AGN-aangedreven uitstroom in verre sterrenstelsels waar te nemen. In het bestudeerde sterrenstelsel ontdekten we dat de uitstroomsnelheid in de neutrale fase ~100 keer groter was dan de uitstroomsnelheid. in de geïoniseerde fase, waardoor veel uitstromende massa zichtbaar wordt die voorheen onzichtbaar was."

Dr. Davies zegt dat de JWST kan worden gebruikt om een ​​veel groter deel van de uitstroom te detecteren, terwijl eerdere waarnemingen van geïoniseerd gas slechts ongeveer 1% konden detecteren.

"Vóór de JWST schraapten we slechts het topje van de ijsberg als het om de uitstromende massa ging."

Het team is enthousiast over wat ze zouden kunnen ontdekken als ze in de toekomst meer sterrenstelsels gaan analyseren.

Meer informatie: Sirio Belli et al, Stervorming stilgelegd door uitstroom van meerfasig gas in een sterrenstelsel bij een roodverschuiving van 2,45, Natuur (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07412-1

Journaalinformatie: Natuur

Aangeboden door Swinburne University of Technology