Nakomertjes van sterren door zwarte gaten

Astronomen zijn erin geslaagd om aan te tonen waarom de grootste elliptische sterrenstelsels uit ons universum sterren blijven produceren lang nadat hun “vruchtbare” piekjaren voorbij zijn. Dankzij de hoger-resolutie beelden van de Hubble ruimtetelescoop zagen de astronomen heldere hopen van blauwe sterren. Deze worden gevormd onder invloed van straling veroorzaakt door een actief zwart gat in het centrum van deze gigantische sterrenstelsels.

Door de waarnemingen van de Hubble ruimtetelescoop te combineren met die van observatoria op aarde, vonden twee onafhankelijke teams  het bewijs dat  de aanwezige straling van zwarte gaten en het ontstaan van nieuwe sterren verband met elkaar houden.  De hoog energetische straling afkomstig van de zwarte gaten verhit het omliggende gas, waardoor het bepaalt of het gas al dan niet afkoelt en dus stervorming kan plaatsvinden.

Om dit proces te verduidelijken vergelijkt Megan Donahue (MSU) het omliggende gas van sterrenstelsels met onze eigen atmosfeer. “In de atmosfeer vind je allerlei materiaal in verschillende toestanden: gas; wolken en regendruppels. Wat wetenschappers nu zien in het sterrenstelsel kan men vergelijken met een onweersbui. Net zoals bliksem doorheen de atmosfeer schiet, schiet de straling afkomstig van de zwarte gaten doorheen het sterrenstelsel. Hierbij wordt gas van binnen het sterrenstelsel naar de koudere buitenrand gestuwd. Sommige gasdeeltjes koelen hierbij voldoende af om samen te klonteren in kleine koude gashoopjes die terug naar het sterrenstelsel vallen, net zoals regendruppels uit de lucht vallen.”

Uiteindelijk zijn deze gashoopjes koel genoeg om stervorming te kunnen laten plaatsvinden. Dankzij de Hubble ruimtetelescoop die ook in het ultraviolet gebied kan kijken, kond dit proces rechtstreeks worden waargenomen. Telkens werd dit waargenomen in de buurt van stralingsgebieden afkomstig van het centrale zwarte gat.

Er vindt echter geen babyboom plaats  omdat de straling het meeste gas blijft verhitten en het dus niet kan afkoelen. Dit maakt deel uit van een zelfregulerend proces. De koude gashoopjes rond de zwarte gaten voorzien namelijk de energie voor de straling. Te veel afgekoeld materiaal zou dus zorgen voor hogere energetische straling, ergo meer verhitting, en dus minder afgekoeld gas. Minder afgekoeld gas betekent minder energie en dus minder verhitting wat dan weer resulteert in meer afkoeling. Zo blijft dit proces in evenwicht.

Deze ontdekking verklaart dan ook het raadsel waarom gigantische sterrenstelsels omgeven door grote hoeveelheden gas niet meer van dat gas omzetten in sterren.  

Waarnemingen van gashopen in het centrale gedeelte van 2 verschillende sterrenstelsels. (NASA/ESA/M. Donahue/Y. Li)