Tijdens de eerste miljard jaar van het universum waren de winden die uit superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels waaiden veel frequenter en krachtiger dan die welke ongeveer 13 miljard jaar later in moderne sterrenstelsels worden waargenomen. Zulke winden waren zo krachtig dat ze de groei van de superzware zwarte gaten waaruit ze tevoorschijn kwamen, vertraagden. Dit zijn de resultaten van een onderzoek onder leiding van drie wetenschappers van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF) in Triëst, dat onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Het werk is gebaseerd op waarnemingen van 30 quasars die zijn gemaakt met de Very Large Telescope (VLT) van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili. Quasars zijn extreem heldere puntbronnen in de kernen van verre sterrenstelsels, waarvan de straling ontstaat door de intense activiteit van centrale superzware zwarte gaten die de omringende materie absorberen. De gaststelsels van deze quasars werden waargenomen tijdens de kosmische dageraad, toen het universum tussen de 500 miljoen en 1 miljard jaar oud was.
"Voor het eerst hebben we de fractie quasars in het jonge universum gemeten die winden van zwarte gaten vertonen", zegt Manuela Bishetti, een onderzoeker bij INAF in Triëst en eerste auteur van de nieuwe studie. "In tegenstelling tot wat we waarnemen in het universum dichter bij ons, ontdekten we dat de winden van zwarte gaten in het jonge universum heel gewoon zijn, een hoge snelheid hebben tot 17% van de lichtsnelheid en veel energie in het gaststelsel".
Ongeveer de helft van de quasars die in dit onderzoek zijn onderzocht, vertoont winden van zwarte gaten die veel vaker voorkomen en 20 keer krachtiger zijn dan de winden die bekend waren in quasars uit het nabijere heelal, toen het heelal ongeveer 4 miljard jaar oud was.
"Waarnemingen van zwarte gaten in het jonge universum laten zien dat ze veel sneller groeien dan hun gaststelsels, terwijl in het lokale universum zwarte gaten en sterrenstelsels samen evolueren", voegt co-auteur Chiara Feruglio, een onderzoeker bij INAF in Triëst, toe. "Dit betekent dat op een bepaald punt in het universum een mechanisme zou moeten werken dat de groei van zwarte gaten vertraagt. Onze waarnemingen stelden ons in staat om dit mechanisme te identificeren in de winden van zwarte gaten die ontstonden toen de leeftijd van het universum 0,5-1 miljard jaar was."
De energie die door de wind vrijkomt, zou dus de verdere aangroei van materie naar het zwarte gat kunnen stoppen, de groei ervan kunnen vertragen en een fase van "co-evolutie" tussen het zwarte gat en zijn gaststelsel in gang kunnen zetten. "Deze studie stelde ons in staat een tijdperk in de geschiedenis van het universum te identificeren waarin de invloed van winden van zwarte gaten aanzienlijk werd", voegt Bishetti toe. "Dit heeft ingrijpende implicaties voor onze kennis van de initiële groeifasen van zwarte gaten en hun sterrenstelsels, en legt sterke beperkingen op aan de modellen die de vorming van de eerste sterrenstelsels beschrijven."
De onverwachte ontdekking werd mogelijk gemaakt door hoogwaardige gegevens van het Xshooter-instrument dat op de VLT is geïnstalleerd als onderdeel van ESO's grote programma, dat ongeveer 250 uur aan waarnemingen omvat.
U kunt Oekraïne helpen vechten tegen de Russische indringers. De beste manier om dit te doen is door geld te doneren aan de strijdkrachten van Oekraïne via Red het leven of via de officiële pagina NBU.
Lees ook: