Weinig actief zwart gat blaast omgeving toch schoon

Een internationaal team van astronomen onder Nederlandse leiding heeft ontdekt dat ook een zwakke straalstroom van een weinig actief zwart gat als een soort bladblazer een sterrenstelsel schoon kan blazen. Het waargenomen zwarte gat verplaatst in een paar miljoen jaar zo'n 75% van het koude gas naar de buitengebieden van het sterrenstelsel. Daardoor stopt waarschijnlijk de vorming van sterren. De onderzoekers publiceren hun bevindingen donderdag in het vakblad Nature Astronomy.

Astronomen gingen er tot nu toe altijd vanuit dat alleen zwarte gaten met sterke straalstromen ervoor zorgen dat de stervorming in een sterrenstelsel stopt. De zwarte gaten blazen namelijk gas weg en dat is de bouwsteen voor sterren. Het probleem was echter dat ook sterrenstelsels zonder sterk stralende zwarte gaten geremd zijn in hun groei.

Radiostraler
Nu hebben sterrenkundigen dus een weinig actief zwart gat ontdekt dat ook zijn omgeving lijkt schoon te blazen. Het minder actieve zwarte gat waar het om gaat, bevindt zich in het sterrenstelsel B2 0258+35 in het sterrenbeeld Perseus. Het is een zogeheten radiostraler. Het zendt vooral straling uit met lage energie, dus niet in zichtbaar licht, ultraviolet of röntgen.

Het gas bij B2 0258+35 wordt gestaag met ongeveer 500 kilometer per seconde weggeblazen. Het gaat om ongeveer vijf tot tien zonsmassa's per jaar en het duurt een paar miljoen jaar. Het gas gaat niet snel genoeg om uit de greep van het sterrenstel te ontsnappen. Het valt uiteindelijk terug en komt terecht aan de randen van het sterrenstelsel. Daar kan het niet goed nieuwe sterren vormen.

Groeiremmer
"Dat er nu ook radiojets zijn ontdekt die met lage energie een sterrenstelsel schoonblazen, is bijzonder," zegt hoofdonderzoeker Suma Murthy (tijdens het onderzoek werkzaam bij ASTRON en bij het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen). "Een groot deel van de radiostralers zijn relatief rustig. Er werd gedacht dat ze geen belangrijke rol spelen in de groeiremming. Onze resultaten laten zien dat die rustige radiostralers dus waarschijnlijk wel de groei kunnen remmen. Voortaan zullen we daarmee rekening moeten houden in de modellen voor de evolutie van sterrenstelsels."

De onderzoekers deden hun waarnemingen in oktober en november 2020 met de NOEMA-telescopen. NOEMA staat voor Northern Extended Millimeter Array. Het is een verzameling radioschotels in de Franse Alpen op zo'n 2500 meter hoogte. De waarnemingen van Murthy en haar collega's waren eerder voorspeld met computersimulaties van schoonvegende radiojets.

Murthy verdedigde op 8 februari haar proefschrift aan de Rijksuniversiteit Groningen. Ze werkt nu als postdoc bij JIVE, het Europese instituut in Dwingeloo dat onder andere coördineert dat radiotelescopen over de hele wereld met elkaar samenwerken.

Wetenschappelijk artikel
Cold gas removal from the centre of a galaxy by a low-luminosity jet. Door: Suma Murthy (1,2,3), Raffaella Morganti (2,1) Alexander Y. Wagner (4), Tom Oosterloo (2,1) Pierre Guillard (5,6), Dipanjan Mukherjee (7) & Geoffrey Bicknell (8). In Nature Astronomy, 10 februari 2022.
Origineel: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01596-6.
Preprint: https://www.astronomie.nl/upload/files/2022/Murthy_et_al_2022.pdf.

1. Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen
2. ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy, Dwingeloo
3. Joint Institute for VLBI ERIC, Dwingeloo

Bron: NOVA/Astronomie.nl