Superzwaar zwart gat schiet gas op hoge snelheid zijn sterrenstelsel uit

Dwingeloo, 7 juli 2014

Astronomen hebben een zwart gat ontdekt dat op hoge snelheid moleculair waterstofgas het sterrenstelsel waarin het zich bevindt, uitschiet. Ze vonden het eerste directe bewijs dat de moleculaire uitstromen worden versneld door jets van elektronen die zich bewegen met bijna de snelheid van het licht. Het team – onder leiding van Clive Tadhunter (Sheffield University) – met Raffaella Morganti, Tom Oosterloo (ASTRON / Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen) en Raymond Oonk (ASTRON / Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden), heeft hiermee een oud mysterie rond de evolutie van sterrenstelsels opgelost en ons begrip van de toekomst van de Melkweg verdiept. Het resultaat is online gepubliceerd in Nature (6 juli).

De superzware zwarte gaten in de kernen van sommige sterrenstelsels veroorzaken een massale uitstroom van moleculair waterstofgas. Het resultaat hiervan is dat het meeste koude gas uit deze stelsels wordt verdreven. Aangezien koud gas nodig is om nieuwe sterren te vormen, heeft dit een directe invloed op de evolutie van sterrenstelsels. De enorme stromen van gas zijn een belangrijk onderdeel in theoretische modellen voor de evolutie van sterrenstelsels, maar het was lang een raadsel hoe deze werden veroorzaakt.

De onderzoekers keken met de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili naar het nabijgelegen sterrenstelsel IC5063. Hier ontdekten  zij dat het moleculaire waterstofgas zich beweegt met buitengewoon hoge snelheden – tot wel 1 miljoen kilometer per uur – exact op de locaties waar de jets een directe interactie hebben met het koude gas. Zulke jets worden aangedreven door de centrale superzware zwarte gaten in sterrenstelsels.

De bevindingen helpen astronomen inzicht te krijgen in het uiteindelijke lot van ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, dat over ongeveer 5 miljard jaar zal botsen met het buursterrenstelsel Andromeda. Door deze botsing zal gas naar het midden van het overblijvende stelsel vallen, maar de jets vanuit het centrale zwarte gat zullen – op een wijze vergelijkbaar met wat nu waargenomen is in IC5063 – dit gas uit het systeem blazen. Hierdoor zal worden voorkomen dat er nieuwe sterren worden gevormd die aan de groei van het nieuw gevormde sterrenstelsel zullen bijdragen.

“Wij hadden het vermoeden dat de moleculen zich zouden kunnen hervormen nadat het gas verstoord werd door interactie met de jets”, zegt Raffaella Morganti. “Onze directe waarneming van dit verschijnsel heeft bevestigd dat deze extreme situatie inderdaad kan optreden. Nu moeten we aan de slag met het beschrijven van de exacte fysica van deze interactie.”