Astronomen vermoedden al lang dat iets actief zwarte gaten moet belemmeren, omdat de meeste sterrenstelsels in het lokale universum die niet hebben. Nu heeft het Gemini Observatorium een galactische check-and-balance vastgelegd - een grootschalige quasaruitstroom in de melkweg Markarian 231 die een superzwaar zwart gat zijn dieet van gas en stof lijkt te ontnemen.
Het werk is een samenwerking tussen David Rupke van Rhodes College in Tennessee en Sylvain Veilleux van de Universiteit van Maryland. De resultaten zullen worden gepubliceerd in het nummer van 10 maart vanThe Astrophysical Journal Letters.
Markarian 231 (12h56'14.23 ″ + 56d52'25.24 ″) bevindt zich op ongeveer 600 miljoen lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Grote Beer. Hoewel de massa onzeker is, geven sommige schattingen aan dat Mrk 231 een massa in sterren heeft die ongeveer driemaal zo groot is als die van de Melkweg, en dat het centrale zwarte gat naar schatting een massa heeft van ten minste 10 miljoen zonsmassa's of ook ongeveer driemaal dat van het superzware zwarte gat in de Melkweg.
Theoretische modellering wijst specifiek op quasaruitstromen als tegenwicht voor de groei van zwart gaten. In deze negatieve feedbacklus, terwijl het zwarte gat actief massa aan het verwerven is als een quasar, voeren de uitstromen energie en materiaal af, waardoor verdere groei wordt onderdrukt. Kleinschalige uitstroom was eerder waargenomen, maar geen enkele was krachtig genoeg om rekening te houden met dit voorspelde en fundamentele aspect van de evolutie van sterrenstelsels. De Gemini-waarnemingen leveren het eerste duidelijke bewijs voor uitstromen die krachtig genoeg zijn om het proces te ondersteunen dat nodig is om het galactische zwarte gat te verhongeren en stervorming te blussen door de beschikbaarheid van nieuw materiaal te beperken.
Onderzoeksauteur Veilleux zegt dat Mrk 231 een ideaal laboratorium is voor het bestuderen van uitstromen veroorzaakt door feedback van superzware zwarte gaten: “Dit object is misschien wel het beste en beste voorbeeld dat we kennen van een groot sterrenstelsel in de laatste fasen van een gewelddadige fusie en in het proces om zijn cocon af te werpen en een zeer energetische centrale quasar te onthullen. Dit is echt een laatste zucht van dit sterrenstelsel; het zwarte gat brengt zijn volgende maaltijden in vergetelheid! ' Hoe extreem de eetgewoonten van Mrk 231 ook zijn, Veilleux voegt eraan toe dat ze waarschijnlijk niet uniek zijn: 'Als we diep in de ruimte en terug in de tijd kijken, worden quasars als deze in grote aantallen gezien, en ze hebben misschien allemaal wel eens gebeurtenissen meegemaakt zoals degene die we zien in Mrk 231. ”
Hoewel Mrk 231 buitengewoon goed bestudeerd is en bekend staat om zijn gecollimeerde stralen, onthulden de Gemini-waarnemingen een brede uitstroom die zich uitstrekte in alle richtingen gedurende minstens 8000 lichtjaar rond de kern van de melkweg. De resulterende gegevens laten zien dat gas (gekenmerkt door natrium, dat geel licht absorbeert) wegstroomt van het centrum van de melkweg met snelheden van meer dan 1.000 kilometer per seconde. Bij deze snelheid zou het gas in ongeveer 4 seconden van New York naar Los Angeles kunnen gaan. Deze uitstroom verwijdert gas met een enorme snelheid uit de kern - meer dan 2,5 keer de snelheid van stervorming. De waargenomen snelheden elimineren sterren als de mogelijke "motor" die de uitstroom voedt. Dit laat het zwarte gat zelf achter als de meest waarschijnlijke boosdoener, en het kan gemakkelijk de enorme benodigde energie verklaren.
Er is voldoende energie voor nodig om materie uit de melkweg weg te vegen. Maar als we zeggen dat de melkweg uit elkaar wordt geblazen, bedoelen we alleen het gas en het stof in de melkweg ', merkt Rupke op. “Het sterrenstelsel bestaat in dit stadium van zijn leven voornamelijk uit sterren en de uitstroom heeft geen effect op hen. Het cruciale is dat het vuurwerk van nieuwe stervorming en zwartgatvoedingen ophoudt, waarschijnlijk als gevolg van deze uitstroom. ”
Bron: persbericht Gemini. Het papier verschijnt hier. Zie ook enkele galactische fusie-animaties, met dank aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
