Slechts ongeveer 1% van de superzware zwarte gaten zenden grote hoeveelheden energie uit, en astronomen hebben zich decennia lang afgevraagd waarom zo weinig mensen dit gedrag vertonen. Gegevens van de Swift-satelliet, die normaal gesproken gammastraaluitbarstingen bestudeert, hebben wetenschappers in staat gesteld te bevestigen dat zwarte gaten "oplichten" wanneer sterrenstelsels botsen, en de gegevens kunnen inzicht bieden in het toekomstige gedrag van het zwarte gat in ons eigen Melkwegstelsel.
De intense straling van centra van sterrenstelsels of kernen ontstaat in de buurt van een superzwaar zwart gat dat tussen de miljoen en een miljard keer de massa van de zon bevat. Sommige van deze actieve galactische kernen (AGN), die wel 10 miljard keer de energie van de zon afgeven, zijn de meest lichtgevende objecten in het universum. Ze bevatten quasars en blazars.
"Theoretici hebben aangetoond dat het geweld bij fusies van sterrenstelsels het centrale zwarte gat van een sterrenstelsel kan voeden", zegt Michael Koss, hoofdauteur van de studie en een afgestudeerde student aan de Universiteit van Maryland in College Park. "Het onderzoek legt op elegante wijze uit hoe de zwarte gaten zijn ingeschakeld."
Swift werd gelanceerd in 2004 en terwijl de Burst Alert Telescope (BAT) wacht om de volgende gammastraaluitbarsting te detecteren, heeft hij ook de lucht in kaart gebracht met behulp van harde röntgenstralen, zei Neil Gehrels, de belangrijkste onderzoeker van Swift. "In feite ontdekte het ongeveer 30 minuten geleden zijn 508ste gammastraaluitbarsting", zei Gehrels op de persconferentie op de ochtend van 26 mei op de 216ste bijeenkomst van de American Astronomical Society. "Maar jaar na jaar bouwt het zijn blootstelling op, de Swift BAT Hard X-ray Survey is de grootste, meest gevoelige en volledige telling van de hemel met deze energieën."
Tot dit harde röntgenonderzoek konden astronomen nooit zeker zijn dat ze de meerderheid van de AGN hadden geteld. Dikke wolken stof en gas omringen het zwarte gat in een actief sterrenstelsel, dat ultraviolet, optisch en energiezuinig of zacht röntgenlicht kan blokkeren. Infraroodstraling van warm stof bij het zwarte gat kan door het materiaal gaan, maar kan worden verward met emissies uit de stervormingsgebieden van de melkweg. Harde röntgenstralen kunnen wetenschappers helpen het energetische zwarte gat direct te detecteren.
[/onderschrift]
Het onderzoek, dat tot 650 miljoen lichtjaar afstand gevoelig is voor AGN, bracht tientallen voorheen niet-herkende systemen aan het licht.
"Het Swift BAT-onderzoek geeft ons een heel ander beeld van AGN", zei Koss. Het team constateert dat ongeveer een kwart van de BAT-sterrenstelsels in fusies of hechte paren is. 'Misschien gaat 60 procent van deze sterrenstelsels de komende miljard jaar volledig opgaan. We denken dat we het 'rokende wapen' hebben voor door fusies veroorzaakte AGN die theoretici hebben voorspeld. "
'Een groot probleem in de astronomie is te begrijpen hoe zwarte gaten groeien en worden gevoed', zegt Joel Bregman van de University of Michigan. "We weten dat groei in de vroege stadia van de levensduur van een zwart gat een combinatie is van fusies plus aangroei van gas en stof van nabijgelegen sterren, en we denken dat de aanwas het belangrijkste proces is. Maar dit laat ons zien dat de toevoer van gas en stof in een vrij vroeg stadium naar het centrum is gekanaliseerd, en de verstoring door de fusies maakt het mogelijk dat gas naar het centrum wordt geleid en in het zwarte gat stroomt. ”
"We hebben het begin van AGN-activiteiten nog nooit zo duidelijk gezien", zegt Bregman, die niet bij het onderzoek betrokken was. "Het Swift-team moet met de Hard X-ray Survey een vroege fase van het proces identificeren."
Andere leden van het onderzoeksteam zijn Richard Mushotzky en Sylvain Veilleux van de University of Maryland en Lisa Winter van het Center for Astrophysics and Space Astronomy van de University of Colorado in Boulder.
De studie verschijnt in het nummer van 20 juni van The Astrophysical Journal Letters.
Bron: NASA, persconferentie van NASA
