Nieuwe simulaties uitgevoerd door onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Astrofysica suggereren dat superzware zwarte gaten (SMBH) in de centra van massieve sterrenstelsels de stervorming in hun gaststelsels kunnen onderdrukken door te voorkomen dat koud, stervormend gas zich ophoopt in de centrale gebieden.

Grote sterrenstelsels in ons heelal bevatten centrale superzware zwarte gaten en het is bekend dat deze zwarte gaten de belangrijkste aanjagers zijn van Actieve Galactische Kernen (AGN). Een AGN is in de eerste plaats een superzwaar zwart gat dat materie uit het omringende medium absorbeert en een deel van het verzamelde materiaal terug naar het interstellaire medium verdrijft in de vorm van zeer energetische uitstromen.

De uitstromen uit de AGN kunnen het gas verwarmen en daardoor voorkomen dat het gas afkoelt en condenseert tot sterren. In massieve sterrenstelsels vindt de aanwas van gas op het superzware zwarte gat voornamelijk plaats via koud, moleculair gas dat vanaf grote afstanden in het sterrenstelsel langs filamenten of stromen naar binnen stroomt.

De hete AGN-uitstromen kunnen de binnenkomende filamenten verstoren en vernietigen, waardoor de brandstoftoevoer naar het centrale zwarte gat wordt verstikt en de snelheid van stervorming afneemt.

Hoewel waarnemingen hebben aangetoond dat dergelijke centrale instromen van koud moleculair gas bestaan, is de impact van de centrale AGN-uitstromen op het stopzetten van deze instromen tot nu toe niet direct zichtbaar.

In dit werk onderzochten de onderzoekers de wisselwerking tussen de instroom en uitstroom door driedimensionale magneto-hydrodynamische simulaties met hoge resolutie uit te voeren van een massief, roterend sterrenstelsel met daarin een centrale SMBH.

Ze ontdekten dat de hete AGN-uitstroom inderdaad de binnenkomende koude instroom kan verstoren en vernietigen. Bovendien lieten de simulaties zien dat de instroom alleen diep in de richting van het zwarte gat kan blijven doordringen via dichte gasomgevingen die de instroom beschermen tegen de destructieve impact van de uitstroom.

De onderzoekers concluderen dat in de aanwezigheid van hete, centrale AGN-uitstromen, de instroom van koud gas naar het centrale SMBH alleen in de dichte gebieden van de Melkweg kan worden volgehouden. Omdat het grootste deel van het gas in massieve sterrenstelsels zich in filamentaire gebieden met lage dichtheid buiten de dichte omringende kerngebieden bevindt, kan de stopzetting van de instroom als gevolg van de uitstroom van AGN de ​​hoeveelheid gas die beschikbaar is voor stervorming in deze sterrenstelsels aanzienlijk verminderen.