Astronomen observeren de geleidelijke ondergang van het massieve sterrenstelsel GS-10578 in het vroege heelal

Astronomen hebben een zeldzaam fenomeen waargenomen in het vroege universum: het massieve sterrenstelsel GS-10578, beter bekend als "Pablo's Galaxy", is gestopt met het vormen van nieuwe sterren. Dit proces van deactivering wordt toegeschreven aan de uitputting van koude gasvoorraden. Deze gebeurtenis vond plaats ongeveer drie miljard jaar na de oerknal en biedt cruciale nieuwe inzichten in de evolutie van sterrenstelsels tijdens vroege kosmologische tijdperken. Een onderzoek uit 2026, gebaseerd op gecombineerde gegevens van de James Webb Space Telescope (JWST) en het ALMA-observatorium, onthulde dat een centraal supermassief zwart gat de toevoer van gas blokkeerde, wat essentieel is voor de geboorte van nieuwe sterren.

GS-10578 is opmerkelijk massief voor zijn leeftijd, met een stellaire massa die gelijkstaat aan ongeveer 200 miljard zonsmassa's. De meest actieve fase van stervorming vond plaats tussen 12,5 en 11,5 miljard jaar geleden, wat wijst op een zeer turbulente beginfase. Het proces waarbij de stervorming stopt, wordt omschreven als een geleidelijke onderdrukking, ook wel "dood door duizend sneden" genoemd. Dit staat in schril contrast met eerdere modellen die uitgingen van een plotselinge vernietiging. Deze ontdekking helpt bij het verklaren van het groeiende aantal massieve en onverwacht volwassen sterrenstelsels dat door de JWST in het vroege heelal is gedetecteerd.

Een onderzoeksteam onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Cambridge stelde vast dat het zwarte gat het omringende gas herhaaldelijk verhitte en uitstootte. Hierdoor kon het stellaire materiaal niet worden aangevuld, een fenomeen dat overeenkomt met de zogenaamde "zero fluid flow". Spectroscopische gegevens van de JWST legden krachtige winden van neutraal gas vast die met een snelheid van 400 km/s uit het stelsel ontsnapten. Dit leidt tot een jaarlijks verlies van ongeveer 60 zonsmassa's aan gas. Met deze snelheid kan de resterende brandstof van het sterrenstelsel binnen slechts 16 tot 220 miljoen jaar volledig zijn opgebruikt, wat op kosmologische schaal een zeer korte periode is.

Waarnemingen van ALMA, gericht op het detecteren van koolmonoxide als indicator voor koud waterstofgas, bevestigden het acute tekort aan brandstof voor sterren. Medeauteur van de studie, dr. Jan Scholtz van het Cavendish Laboratory, merkte op dat het ontbreken van koud gas het doorslaggevende bewijs vormde voor een langzame verstikking in plaats van een catastrofale gebeurtenis. Opvallend is dat Pablo's Galaxy een goed georganiseerde stellaire schijf behoudt. Dit suggereert dat het mechanisme van onderdrukking de algemene structuur van het sterrenstelsel niet heeft verwoest. Het toont aan hoe supermassieve zwarte gaten de vroege kosmos vormgeven via mechanismen van geleidelijke uithongering.

De synergie tussen de JWST en ALMA, zoals beschreven in de publicatie in "Nature Astronomy", onderstreept hun gezamenlijke kracht bij het in kaart brengen van de evolutionaire geschiedenis van antieke sterrenstelsels. Waar in het lokale universum de feedback van een actieve galactische kern (AGN) vaak wordt gezien als de dominante oorzaak voor het uitdoven van massieve stelsels, wijst dit vroege bewijs op de dominantie van interne mechanismen, zelfs in de beginfase van de kosmos. Toekomstig onderzoek met de JWST, gericht op heet waterstofgas, is noodzakelijk om de details van deze processen van stellaire onderdrukking verder te verfijnen.

De bevindingen rondom GS-10578 markeren een verschuiving in ons begrip van galactische sterfte. In plaats van een explosief einde, zien we een stelsel dat langzaam zijn vitaliteit verliest door de invloed van zijn eigen kern. Deze gedetailleerde observaties stellen astronomen in staat om de complexe interactie tussen zwarte gaten en hun gaststelsels beter te begrijpen, wat essentieel is voor het reconstrueren van de geschiedenis van ons universum.