Een internationaal team van astronomen heeft een uitzonderlijk zeldzaam fenomeen waargenomen: een sterrenstelsel op ongeveer 10 miljard lichtjaar afstand dat in slechts twee decennia tot een twintigste van zijn oorspronkelijke helderheid is gedoofd. De ontdekking toont aan dat superzware zwarte gaten dramatisch kunnen veranderen binnen een mensenleven.
Dramatische helderheidsafname in kosmische tijdschaal
Het sterrenstelsel, officieel bekend als J0218-0036 maar door onderzoekers bijgenaamd 'Pablo's Galaxy', werd ontdekt door een team onder leiding van het subarutelescope.org. Toen astronomen beelden van de Sloan Digital Sky Survey vergeleken met recente waarnemingen van de Hyper Suprime-Cam op de Subaru Telescope, constateerden ze een opmerkelijke verandering.
Volgens universetoday.com is zo'n snelle helderheidsafname hoogst ongebruikelijk voor actieve galactische kernen (AGN). Deze objecten variëren normaal gesproken slechts met ongeveer 30 procent over veel langere perioden. De waargenomen daling van 95 procent in twee decennia is daarom buitengewoon.
Superzwaar zwart gat als oorzaak
Het sterrenstelsel heeft ongeveer dezelfde omvang als onze Melkweg en bevat een superzwaar zwart gat in zijn centrum. Zoals de meeste grote sterrenstelsels, herbergt Pablo's Galaxy zo'n massief zwart gat, maar dit exemplaar lijkt zijn gastoevoer te hebben verloren. De totale massa van het sterrenstelsel bedraagt ongeveer 200 miljard keer de massa van onze zon, waarbij de meeste sterren tussen 12,5 en 11,5 miljard jaar geleden zijn gevormd.
Het zwarte gat stoot grote hoeveelheden gas uit met snelheden van ongeveer 1.000 kilometer per seconde, newindianexpress.com. Deze snelheid is voldoende om aan de zwaartekracht van het sterrenstelsel te ontsnappen. De massa van het uitgestoten gas is groter dan wat nodig is voor de vorming van nieuwe sterren.
Nieuw type gaswind ontdekt
Een cruciale doorbraak kwam met de inzet van de NASA/ESA James Webb Space Telescope. Waar eerdere telescopen alleen snelle uitstromende winden van heet gas konden detecteren, ontdekte Webb een nieuwe windcomponent die voorheen onzichtbaar was gebleven. newsweek.com dat dit gas kouder en daardoor dichter is, en cruciaal genoeg geen licht uitzendt.
Dankzij zijn superieure gevoeligheid kan Webb deze donkere gaswolken waarnemen doordat ze een deel van het licht van het sterrenstelsel erachter blokkeren. Deze ontdekking bevestigt dat superzware zwarte gaten hun gaststerrenstelsels daadwerkelijk kunnen uithongeren door het brandstofmateriaal weg te blazen dat nodig is voor de vorming van nieuwe sterren.
Een 'dood' sterrenstelsel in het vroege heelal
Pablo's Galaxy bevindt zich in een fase waarin het in feite 'dood' is, omdat het is gestopt met het vormen van nieuwe sterren. Dit is opmerkelijk voor een sterrenstelsel dat zo massief is in zo'n vroege periode van het heelal, ongeveer twee miljard jaar na de oerknal. caac.uk werpen deze waarnemingen nieuw licht op hoe superzware zwarte gaten de evolutie van hun gaststerrenstelsels kunnen beïnvloeden.
De snelheid waarmee deze verandering plaatsvindt, is wetenschappelijk gezien buitengewoon significant. Sterrenstelsels veranderen normaal gesproken in helderheid en andere kenmerken over miljoenen of miljarden jaren. Dat astronomen nu zo'n drastische verandering kunnen waarnemen binnen een periode van enkele decennia, opent nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van galactische evolutie.
Implicaties voor ons begrip van het heelal
Deze ontdekking heeft belangrijke implicaties voor ons begrip van hoe sterrenstelsels evolueren en uiteindelijk stoppen met het vormen van sterren. Het mechanisme waarbij een superzwaar zwart gat zijn gastoevoer verliest en daardoor snel in helderheid afneemt, was tot nu toe vooral theoretisch. Nu hebben astronomen voor het eerst direct bewijs dat dit proces daadwerkelijk kan plaatsvinden op tijdschalen die binnen een mensenleven waarneembaar zijn.
De waarneming bevestigt dat de activiteit van superzware zwarte gaten veel dynamischer kan zijn dan eerder werd aangenomen. Dit opent nieuwe vragen over wat precies de gastoevoer naar het zwarte gat heeft onderbroken en of dit een tijdelijk of permanent fenomeen is. Vervolgonderzoek met geavanceerde telescopen zoals de James Webb zal nodig zijn om deze vragen te beantwoorden en om te bepalen hoe vaak dergelijke dramatische veranderingen voorkomen in het heelal.