Een nieuwe wetenschappelijke analyse werpt een ander licht op de groei van supermassieve zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels. Waar voorheen vaak werd aangenomen dat grote fusies tussen stelsels de primaire motor waren achter deze groei, suggereert recent onderzoek dat geleidelijke, interne processen een veel grotere rol spelen. Deze zogenaamde seculaire processen zorgen ervoor dat zwarte gaten kunnen uitbreiden zonder dat daar een kosmische botsing aan voorafgaat.
De studie richtte zich specifiek op schijf-gedomineerde sterrenstelsels. In de astronomie worden nasa.gov bestudeerd om te begrijpen hoe materie zich in het universum organiseert. Een bijzonder interessant type zijn de 'bulgeless' sterrenstelsels: stelsels die geen prominente centrale verdikking hebben. Het ontbreken van zo'n bulge is voor wetenschappers een sterke indicatie dat het sterrenstelsel een relatief rustig bestaan heeft geleid, zonder dat het is samengesmolten met andere grote stelsels.
Voor dit onderzoek is gebruikgemaakt van data van het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). De onderzoekers stelden een steekproef samen van 2.435 schijfstelsels met actieve galactische kernen (AGN) die optische brede lijnen vertonen. Binnen deze groep werden 546 bulgeless sterrenstelsels geïdentificeerd. Volgens een publicatie op arxiv.org is deze dataset meer dan vijf keer groter dan alle eerdere verzamelingen van dit specifieke type stelsels, wat de statistische kracht van de conclusies aanzienlijk vergroot.
De kern van de bevindingen ligt in de relatie tussen de massa van het zwarte gat en de totale stellaire massa van het sterrenstelsel. De data tonen aan dat bulgeless stelsels dezelfde schalingsrelatie volgen als de algemene groep schijfstelsels. Er ontstond echter een opvallende discrepantie wanneer de massa van het zwarte gat werd afgezet tegen de massa van de bulge. De onderzoekers vonden een afwijking van meer dan $7\sigma$, wat statistisch zeer significant is. Dit resultaat is precies het tegenovergestelde van wat men zou verwachten als fusies de enige drijfveer voor groei zouden zijn.
Om deze conclusies te staven, vergeleken de wetenschappers de resultaten met een controlegroep van vroege typen sterrenstelsels. Hoewel deze stelsels wel een geschiedenis van fusies kennen, was er geen statistisch betekenisvrij verschil in de massa van de zwarte gaten vergeleken met de rustige, bulgeless stelsels. Wel werd er een aanwijzing gevonden voor een hogere luminositeit van de actieve galactische kernen in de groep die wel fusies had ondergaan.
Deze resultaten suggereren dat de aanname dat fusies leiden tot een veel grotere langetermijngroei van zwarte gaten, herzien moet worden. Het ondersteunt de theorie dat interne mechanismen binnen een stelsel voldoende brandstof kunnen leveren om supermassieve zwarte gaten te voeden. Het onderzoek, dat is geaccepteerd voor publicatie in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), biedt daarmee nieuwe inzichten in de co-evolutie van zwarte gaten en hun gaststelsels. De volledige technische details en wiskundige modellen zijn beschikbaar via de .