Quasars behoren tot de verste en helderste objecten die we kunnen waarnemen.
Vanuit een gebied ter grootte van ons zonnestelsel kunnen deze bijzondere hemellichamen evenveel licht uitzenden als een biljoen sterren bij elkaar.
Sinds de eerste quasar in 1963 werd ontdekt door de Nederlands-Amerikaanse astronoom Maarten Schmidt, vragen wetenschappers zich af hoe actieve sterrenstelsels zulke enorme hoeveelheden energie kunnen uitzenden.
Nu zijn ze wellicht dichter bij een antwoord dankzij een onderzoek van de universiteiten van Sheffield en Hertfordshire, waarbij de astronomen beelden bekeken van de Isaac Newton-telescoop op La Palma.
Quasars, die zich altijd in het midden van een sterrenstelsel bevinden, zijn superzware zwarte gaten die een omringende schijf gas opslokken. Door de wrijving tussen de gasdeeltjes die in het zwarte gat gezogen worden, stijgt de temperatuur tot miljoenen graden.
De gasdeeltjes worden zo heet dat een groot deel van hun massa wordt omgezet in straling, waardoor uiteindelijk een explosie van licht ontstaat, die vaak helderder is dan het licht van alle sterren in het stelsel samen.
Kosmische botsingen zijn brandstof
In het recente onderzoek vergeleken de wetenschappers beelden van 48 quasars van de Isaac Newton-telescoop binnen een afstand van 3,5 miljard lichtjaar en hun stelsel met opnamen van meer dan 100 sterrenstelsels zonder quasaractiviteit.
De astronomen ontdekten onder meer ‘vervormde structuren’ in de buitenste regionen van de actieve sterrenstelsels.
Ze concludeerden dat sterrenstelsels met quasars drie keer zoveel kans hadden om met andere sterrenstelsels te botsen, en dat de botsing tussen sterrenstelsels gas in de richting van het zwarte gat stuwt. Dat vormt dus een deel van de brandstof van de extreme lichtshow.
Stof en gas slaken ‘kreten’ van licht
Reusachtig zwart gat zuigt gas op
In het centrum van een groot sterrenstelsel met intense stervorming begint een superzwaar zwart gat grote hoeveelheden gas aan te trekken. Dat wervelt met bijna de lichtsnelheid rond het gat.
Gloeiende deeltjes veroorzaken explosie van licht
De deeltjes worden verhit tot miljoenen graden en bereiken zo’n hoog energieniveau dat tot 32 procent van hun massa wordt omgezet in straling, waardoor een felle explosie van licht ontstaat.
Straalstromen schieten waterstof de ruimte in
Gelijktijdig schieten twee straalstromen van geladen deeltjes de intergalactische ruimte in. Deze stromen verklaren waardoor 40 procent van de zichtbare massa bestaat uit ijl waterstofgas tussen sterrenstelsels.
Orkaan van gas verhindert stervorming
De lichtexplosie verspreidt zich in alle richtingen en stuwt een orkaan van gas weg van het zwarte gat en door het sterrenstelsel. Onderweg blaast deze orkaan andere gaswolken uit elkaar, waardoor die geen sterren kunnen vormen. Deze rem op de stervorming verklaart waarom het heelal tegenwoordig relatief weinig reuzenstelsels bevat.
Astronomen wisten al dat quasars ontstaan door gasdeeltjes die een laatste ‘noodkreet’ van licht uitzenden voordat ze in het zwarte gat verdwijnen.
De nieuwe studie laat zien dat kosmische botsingen tussen sterrenstelsels er mede voor zorgen dat het gas überhaupt in de richting van de gulzige reuzen wordt gestuurd.
De ontdekking levert volgens de onderzoekers cruciale kennis op over de krachtige objecten, die door hun enorme helderheid een soort bakens vormen in het prille heelal.
‘Quasars spelen een sleutelrol in ons begrip van de geschiedenis van het heelal, en mogelijk van de toekomst van de Melkweg,’ zegt Johnny Pierce, een van de onderzoekers, in een persbericht.