Svart hål ströp galax långsamt till döds

Astronomer har nyligen avslöjat hemligheten bakom den ”döda” galaxen GS-10578, en upptäckt som kan omforma vår förståelse för hur galaxer åldras och dör. Ett internationellt forskarteam, med experter från bland annat University of Cambridge, har ägnat omfattande tid åt att studera denna massiva galax som bildades under universums tidiga skede.

GS-10578 liknar på många sätt vår egen Vintergata genom att den formades tidigt i universums historia. Men där slutar likheterna. Medan Vintergatan fortfarande är högst levande och kontinuerligt skapar nya stjärnor, har GS-10578 helt upphört med stjärnbildning – ett fenomen som astronomer beskriver som en ”död” galax.

Forskarna har nu identifierat huvudorsaken till denna förtida död: det supermassiva svarta hålet i galaxens centrum. Men till skillnad från den dramatiska förstörelse som svarta hål ofta förknippas med, verkar detta svarta hål ha orsakat galaxens död genom en långsam, cyklisk process som berövade galaxen dess livsnödvändiga kalla gas.

”Det behövs alltså inte alltid en enskild kataklysm för att galaxer ska sluta bilda stjärnor, se bara till att den inte får något mer bränsle,” förklarar astronomen Jan Scholz, en av forskarna bakom studien.

Med hjälp av två av världens mest avancerade astronomiska instrument – James Webb-teleskopet i rymden och ALMA-teleskopet i Chile – kunde forskarteamet kartlägga galaxens utveckling från dess bildande endast några få miljarder år efter Big Bang.

Resultaten, som nyligen publicerades i den prestigefyllda tidskriften Nature Astronomy, visar att GS-10578 genomgick en häpnadsväckande snabb tillväxt. Bara tre miljarder år efter universums födelse hade galaxen uppnått en massa som var 200 miljarder gånger större än vår sols.

Det var dock det supermassiva svarta hålet i galaxens centrum som skulle bli dess undergång. Det svarta hålet genererade enormt kraftfulla vindar av neutral gas som färdades med en häpnadsväckande hastighet av 400 kilometer per sekund. Dessa gasströmmar ”blåste bort” den befintliga gasen i galaxen med en hastighet motsvarande 60 solmassor årligen.

Denna process tömde galaxen på dess energireserver på endast 16 till 220 miljoner år – en bråkdel av de flera miljarder år som denna process vanligtvis tar. När all gas slutligen försvunnit, upphörde galaxens förmåga att bilda nya stjärnor, vilket ledde till dess ”död”.

Upptäckten representerar ett genombrott i vår förståelse av galaxers livscykler. Tidigare teorier har ofta fokuserat på dramatiska, katastrofala händelser som orsak till att galaxer upphör med stjärnbildning. Detta nya fynd visar att även långsamma, kontinuerliga processer kan leda till samma resultat.

Studien ger också värdefull insikt i vilken roll supermassiva svarta hål spelar i galaxers utveckling. Dessa kosmiska jättar, som finns i centrum av de flesta större galaxer, inklusive vår egen Vintergata, påverkar sin omgivning på sätt som fortfarande inte är helt förstådda av vetenskapen.

För astronomer representerar GS-10578 ett unikt tillfälle att studera en ”fossil” från universums tidiga dagar. Genom att analysera dess egenskaper kan forskare få ledtrådar om hur andra galaxer, potentiellt även vår egen Vintergata, kan utvecklas över kosmiska tidsskalor.

Detta forskningsgenombrott understryker också värdet av avancerade astronomiska instrument som James Webb-teleskopet, vilket sedan dess uppsändning 2021 har revolutionerat vår förmåga att observera avlägsna och gamla kosmiska objekt.

Medan studien av GS-10578 har gett svar på många frågor, öppnar den också dörren för nya undersökningar om galaxers födelse, liv och död i vårt vidsträckta och mystiska universum.