Zwarte gaten met een massa gelijk aan miljoenen zonnen vertragen echt de geboorte van nieuwe sterren, zeggen astronomen. Met behulp van machine learning en drie moderne simulaties om de resultaten van de Big Sky Survey te bevestigen, losten onderzoekers een 20 jaar oud debat over stervorming op.
Stervorming in sterrenstelsels is al lang een focus van astronomisch onderzoek. Tientallen jaren van succesvolle waarnemingen en theoretische modellering hebben geleid tot een goed ingeburgerd begrip van hoe gas instort om nieuwe sterren te vormen, zowel in onze eigen Melkweg als daarbuiten. Dankzij observatieprogramma's aan de hele hemel, zoals de Sloan Digital Sky Survey (SDSS), hebben astronomen zich echter gerealiseerd dat niet alle sterrenstelsels in het lokale heelal actief sterren vormen - er is een overvloedige populatie van "stille" stervormende objecten die hebben een veel lagere beoordeling
De vraag wat de vorming van sterren in sterrenstelsels tegenhoudt, blijft de grootste onbekende in ons begrip van de evolutie van sterrenstelsels en is de afgelopen 20 jaar besproken. Joanna Piotrowski, PhD, Universiteit van Cambridge, en haar team hebben een experiment opgezet om erachter te komen wat hier de oorzaak van zou kunnen zijn.
Met behulp van drie moderne kosmologische simulaties - EAGLE, Illustris en IllustrisTNG - astronomen onderzocht wat we verwachten te zien in het echte universum waargenomen met SDSS, wanneer verschillende fysieke processen de stervorming in massieve sterrenstelsels stoppen.
Astronomen gebruikten een algoritme voor machinaal leren om sterrenstelsels te classificeren als stervormende en niet-stervormende door te vragen welke van de drie parameters: de massa van superzware zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels (deze monsterobjecten zijn typisch miljoenen of zelfs miljarden keren de massa van onze zon), de totale massa van sterren in een sterrenstelsel of de massa van donkere materiehalo's rond sterrenstelsels, is de beste voorspeller van hoe sterrenstelsels eruit zullen zien.
Met deze parameters kon het team vervolgens uitzoeken welk fysiek proces: energie-injectie door superzware zwarte gaten, supernova-explosies of schokverhitting van gas in enorme halo's verantwoordelijk is voor de semi-pensionering van de sterrenstelsels.
Nieuwe simulaties voorspellen dat de superzware massa van een zwart gat de belangrijkste factor is die stervorming remt. Het is belangrijk op te merken dat de simulatieresultaten overeenkomen met waarnemingen van het lokale heelal, wat de conclusies van de onderzoekers kracht bijzet.
Lees ook:
- De Event Horizon-telescoop nam close-upbeelden van superzware zwarte gaten
- Er werden onmiddellijk 100 zwarte gaten gevonden in de sterrenhoop: dit is 20% van zijn massa