Een krachtige explosie uit het superzware zwarte gat kan een verklaring zijn voor het ontbreken van grote, rode sterren daar
Het galactische centrum van de Melkweg, hier weergegeven in radiogolven (rood) en röntgenstraling (groen en blauw), heeft een superzwaar zwart gat dat mogelijk nabijgelegen rode reuzen heeft weggespoeld.
Ontelbare sterren bevinden zich binnen 1,6 lichtjaar van het centrale zwarte gat van de Melkweg. Maar deze zelfde drukke buurt heeft minder rode reuzen – lichtgevende sterren die groot en koel zijn – dan verwacht.
Nu hebben astrofysici een nieuwe theorie waarom: het superzware zwarte gat, Sagittarius A *, lanceerde een krachtige gasstraal die de buitenste lagen van de rode reuzen losscheurde. Dat transformeerde de sterren in kleinere rode reuzen of sterren die heter en blauwer zijn, Michal Zajaček, een astrofysicus aan de Poolse Academie van Wetenschappen in Warschau, en collega’s suggereren in een artikel dat op 12 november online is gepubliceerd in de Astrophysical Journal.
Tegenwoordig is Boogschutter A * stil, maar twee enorme bellen van gammastraling-uitzendend gas wortelen in het centrum van de Melkwegtoren ver boven en onder het vlak van de melkweg (SN: 9/12/20). Deze gasbellen suggereren dat het zwarte gat zo’n 4 miljoen jaar geleden tot leven is gekomen toen er iets in viel.
Op dat moment schoot een gasschijf rond het zwarte gat een krachtige straal materiaal in zijn met sterren bezaaide buurt, Zajaček en collega’s stellen voor. “De jet werkt bij voorkeur op grote rode reuzen”, zegt hij. “Ze kunnen effectief worden verwijderd door de jet.” De grootste en helderste rode reuzen lijken te ontbreken in de buurt van het galactische centrum, zegt Zajaček.
Rode reuzen zijn kwetsbaar omdat ze groot zijn en hun omhullingen van gas zwak. Een rode reus vormt zich uit een kleinere ster nadat het centrum van de ster zo vol helium is geraakt dat het zijn waterstofbrandstof daar niet langer kan verbranden. In plaats daarvan begint de ster waterstof te verbranden in een laag rond het midden, waardoor de buitenste lagen van de ster uitzetten, waardoor het oppervlak afkoelt en rood wordt. Als gevolg hiervan zijn sommige rode reuzen meer dan honderd keer de diameter van de zon, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden geplukt voor de jet.
Toch zegt Zajaček dat rode reuzen die in een baan om het zwarte gat draaien, honderden of duizenden keren door de straal moeten gaan voordat ze hete, blauwe sterren worden. De jet is het meest effectief in het verwijderen van rode reuzen binnen 0,13 lichtjaar van het zwarte gat, berekent het team.
“Het idee is aannemelijk”, zegt Farhad Yusef-Zadeh, een astronoom aan de Northwestern University in Evanston, Illinois, die niet bij het onderzoek betrokken was.
Tuan Do, een astronoom aan de UCLA, voegt eraan toe: “er kan een combinatie van verschillende van dit soort mechanismen nodig zijn om het ontbreken van de rode reuzen volledig te verklaren.” In het bijzonder, zegt hij, is waarschijnlijk iets anders dan een jet de oorzaak van het gebrek aan rode reuzen verder weg van het zwarte gat.
Een kandidaat, zeggen Zajaček en Do, is een grote gasschijf die een paar miljoen jaar geleden om het zwarte gat cirkelde. Deze schijf bracht sterren voort die nu in een enkel vlak rond het zwarte gat cirkelen. Deze jonge sterren bestaan tot 1,6 lichtjaar van het zwarte gat, dat ook de omvang is van de rode reuzenkloof. Terwijl rode reuzen rond het zwarte gat draaiden en herhaaldelijk door de schijf stortten, kan het gas hun buitenste lagen hebben afgescheurd, wat een ander deel verklaart van het tekort aan rode sterren in het galactische centrum.
