Drie jaar geleden vond een team van de Universiteit van Utah een superzwaar zwart gat in een dwergsterrenstelsel en vervolgens nog een ongelooflijk klein exemplaar. Deze bevindingen maakten duidelijk dat dwergen overblijfselen kunnen zijn van grotere sterrenstelsels, die de buitenste lagen hebben uitgeworpen na botsen met grotere sterrenstelsels.
Nu struikelde dezelfde groep over twee ultracompacte sterrenstelsels die superzware zwarte gaten verborgen. Deze voorbeelden verdubbelen mogelijk het aantal superzware gaten dat in het universum kan bestaan. Zwarte gaten vormen het grootste deel van hun massa, wat de theorie bevestigt: dwergen zijn overblijfselen van massieve sterrenstelsels, verscheurd door grotere sterrenstelsels.
"We begrijpen nog steeds niet het hele proces van galactische vorming en evolutie", zegt studie auteur Chris An. "Misschien zijn een deel van de centra compacte sterrenstelsels die van de buitenste delen zijn gescheiden."
Meting van sterrenstelsels
Wetenschappers maten twee gevonden objecten VUCD3 en M59cO, gelegen achter de spiraalarmen van de Melkweg in de Cluster of Virgo-sterrenstelsels. Supermassieve zwarte gaten werden in beide gevonden. In het eerste object is de massa gelijk aan 4,4 miljoen zonne-energie (13% van de massa van de melkweg), en in de tweede - 5,8 miljoen zonne-energie (18%). Om de schaal te begrijpen, neemt het gat in de Melkweg slechts 0,01% van de galactische massa in beslag (4 miljoen zonne-energie).
Wetenschappers hebben de beweging van sterren gemeten met behulp van het Gemini-observatorium op de vulkaan Mauna Kea (Hawaii). Om ultracompacte sterrenstelsels bij te houden, werd een adaptieve optiekmethode gebruikt (het helpt om de vervormingen veroorzaakt door de atmosfeer van de aarde te corrigeren).
"Dit is verrassend, omdat ultracompacte dwergen slechts 0,1% van onze melkweg innemen. Maar er zijn zwarte gaten in die groter zijn dan die van ons, "bewondert An.
Om de massa van objecten te berekenen, gebruikten sterrenkundigen het Gemini Observatorium. De atmosfeer van de aarde veroorzaakt vervorming die de berekeningen verstoort. De laser schiet de lucht in en maakt een kleine nepster. Dan verplaatsen astronomen de spiegel honderden keren per seconde om het niveau van vervorming te berekenen. De verkregen resultaten worden toegepast op de benodigde objecten. Adaptieve optica stelt u in staat een wazig beeld scherp te stellen.
Wetenschappers hebben gemerkt dat de beweging van sterren in de galactische centra veel sneller was dan in de buitengebieden - een klassiek geval van de aanwezigheid van een zwart gat.
Geheimen van ultracompacte dwergsterrenstelsels
Ultra-compacte dwergstelsels werden gevonden in de jaren 1990. Ze bevatten honderden miljoenen sterren, die zich op het grondgebied van 100 lichtjaren in de breedte bevinden. Toen ze probeerden te achterhalen wat daar gebeurde, ontstonden er moeilijkheden, omdat de sterrenstelsels meer wogen dan de som van hun sterren. In 2014 stelde Anil Seth dat een verborgen supermassief zwart gat extra massa zou toevoegen. Er is ook een alternatieve theorie van vergelijkbare dwergen: dit zijn superzware stellaire groepen (100.000) waarin objecten tegelijkertijd verschenen. De grootste cluster in onze melkweg bevat 3 miljoen sterren, terwijl ultracompact dwergstelsels 10-100 keer meer hebben. En hier is het belangrijk om te begrijpen: zijn ze hetzelfde of is er een verschil?
"Het is duidelijk dat ze anders zijn, en onderzoek bevestigt dit", zegt Seth.
Zwarte gaten en de vorming van sterrenstelsels
Zwarte gaten zijn gebieden met zo'n krachtige zwaartekracht dat zelfs het licht niet kan ontsnappen. Ze verschijnen bij de vernietiging van de sterren. Supermassieve massa bereikt meer dan 1 miljoen zonnen. Er wordt aangenomen dat dergelijke reuzen in de centra van alle grote sterrenstelsels leven.
Hoe bevonden ze zich in zulke kruimels? Volgens één theorie zouden ultracompacte dwergstelsels veel groter kunnen zijn geweest, maar in een bepaalde periode liepen ze door vernietiging als gevolg van de effecten van een nog groter heelal. Deze informatie verandert het begrip van hoe sterrenstelsels worden gemaakt en ontwikkeld. Ultracompacte dwergstelsels stellen je dus in staat om te kijken naar de processen die in het verleden hebben plaatsgevonden en die niet goed worden begrepen.
