Verborgen superzware zwarte gaten brengen sterrenstelsels tot leven op ramkoers

Astronomen hebben ontdekt dat met stof omhulde superzware zwarte gaten meer kans hebben om te groeien en enorme hoeveelheden energie vrij te geven wanneer ze zich in sterrenstelsels bevinden die naar verwachting zullen botsen met een naburig sterrenstelsel. Het nieuwe werk, geleid door onderzoekers van de Universiteit van Newcastle, is gepubliceerd in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.

Melkwegstelsels, waaronder onze Melkweg, bevatten superzware zwarte gaten in hun centrum. Ze hebben een massa die gelijk is aan miljoenen of zelfs miljarden keren die van onze zon. Deze zwarte gaten groeien door gas te “eten” dat erop valt. Wat gas echter dicht genoeg bij zwarte gaten drijft om dit te laten gebeuren, is een voortdurend mysterie.

Een mogelijkheid is dat wanneer sterrenstelsels dicht genoeg bij elkaar staan, ze waarschijnlijk door de zwaartekracht tot elkaar worden aangetrokken en “versmelten” tot een groter sterrenstelsel.

In de laatste fasen van zijn reis naar een zwart gat ontbrandt het gas en produceert het een enorme hoeveelheid energie. Deze energie wordt meestal gedetecteerd met zichtbaar licht of röntgenstralen, maar de astronomen die dit onderzoek hebben uitgevoerd, konden de groeiende zwarte gaten alleen detecteren met behulp van infrarood licht. Het team gebruikte gegevens van verschillende telescopen, waaronder de Hubble Space Telescope en de Spitzer Infrared Space Telescope.

Onderzoekers hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om te bepalen hoe waarschijnlijk het is dat twee sterrenstelsels heel dicht bij elkaar staan ​​en naar verwachting in de toekomst zullen botsen. Ze pasten deze nieuwe methode toe op honderdduizenden sterrenstelsels in het verre heelal (kijkend naar sterrenstelsels die 2 tot 6 miljard jaar na de oerknal ontstonden) in een poging de zogenaamde ‘kosmische middag’ beter te begrijpen, een tijd waarin de meeste de ontwikkeling van sterrenstelsels en het zwarte gat van het heelal zal naar verwachting hebben plaatsgevonden.

Begrijpen hoe zwarte gaten in deze tijd zijn geëvolueerd, is van fundamenteel belang voor modern galactisch onderzoek, vooral omdat het ons inzicht kan geven in het superzware zwarte gat in onze Melkweg en hoe onze melkweg in de loop van de tijd is geëvolueerd.

Omdat ze zo ver weg zijn, voldoet slechts een klein aantal kosmische meridionale sterrenstelsels aan de criteria die nodig zijn om nauwkeurige metingen van hun afstanden te verkrijgen. Dit maakt het erg moeilijk om met grote precisie te weten of twee sterrenstelsels heel dicht bij elkaar staan.

Deze studie presenteert een nieuwe statistische methode om eerdere beperkingen van het meten van nauwkeurige afstanden van sterrenstelsels en superzware zwarte gaten op kosmische middag te overwinnen. Het past een statistische benadering toe om de afstanden van sterrenstelsels te bepalen met behulp van beelden op verschillende golflengten en elimineert de noodzaak van spectroscopische afstandsmetingen voor individuele sterrenstelsels.

Verwacht wordt dat gegevens die de komende jaren afkomstig zijn van de James Webb Space Telescope een revolutie teweeg zullen brengen in infraroodonderzoek en nog meer geheimen zullen onthullen over hoe deze stoffige zwarte gaten groeien.

Sean Dougherty, een postdoctorale student aan de Universiteit van Newcastle en hoofdauteur van de paper, zegt: “Onze nieuwe benadering kijkt naar honderdduizenden verre sterrenstelsels met een statistische benadering en vraagt ​​hoe waarschijnlijk het is dat twee sterrenstelsels dicht bij elkaar staan ​​en hoe waarschijnlijk het is dat ze dicht bij elkaar staan.” in ramkoers te zijn”.

dr. Chris Harrison, co-auteur van de studie, “deze superzware zwarte gaten zijn erg moeilijk te vinden omdat het röntgenlicht, dat astronomen normaal zouden gebruiken om deze groeiende zwarte gaten te vinden, wordt geblokkeerd en niet wordt gedetecteerd door telescopen ons. Maar diezelfde zwarte gaten kunnen worden gevonden met behulp van infrarood licht, dat wordt geproduceerd door het hete stof eromheen.”

Hij voegt eraan toe: “De moeilijkheid om deze zwarte gaten te vinden en nauwkeurige afstandsmetingen vast te stellen, verklaart waarom dit resultaat het eerder moeilijk maakte om deze verre ‘kosmische middag’-sterrenstelsels te detecteren. Met JWST verwachten we nog veel meer van deze verborgen groeiende zwarte gaten te vinden. JWST zal veel beter zijn in het vinden van ze, dus we zullen nog veel meer moeten bestuderen, ook de moeilijker te vinden. Van daaruit kunnen we meer doen om het stof eromheen te begrijpen en erachter te komen hoeveel ze verborgen zijn in verre sterrenstelsels.”