In het sterrenstelsel NGC 4151, gelegen op ongeveer 50 miljoen lichtjaar van de aarde, heeft de röntgentelescoop XRISM een doorbraak bereikt: voor het eerst zijn de krachtige winden van een superzwaar zwart gat op basis van hun snelheid in afzonderlijke componenten opgesplitst. Deze winden drijven gas uit de centrale gebieden weg en onderdrukken de vorming van sterren, wat een langlopend raadsel verklaart: waarom de meest massieve sterrenstelsels veel minder sterren bevatten dan modellen voorspellen.
Een team onder leiding van Xin Xiang van de Universiteit van Michigan analyseerde vijf waarnemingen die tussen 2023 en 2024 zijn uitgevoerd. De spectra van de XRISM-instrumenten onthulden dat de winden uit drie duidelijk verschillende lagen bestaan: langzame warme absorbers (met snelheden van 100 tot 1.000 km/s), zeer snelle stromen (1.000 tot 10.000 km/s) en ultrasnelle uitstoten die versnellen tot 10.000 à 100.000 km/s — oftewel een derde van de lichtsnelheid. In totaal zijn er in de spectra tot zes lagen absorberend gas geïdentificeerd, wat wijst op de hoge mate van structuur binnen deze stromen.
Dergelijke uitstromen voeren aanzienlijke hoeveelheden gas af die nodig zijn voor de geboorte van nieuwe sterren. In gigantische sterrenstelsels leidt dit tot een duidelijk tekort aan sterren in vergelijking met theoretische voorspellingen. De energie die door deze gaswolken wordt getransporteerd, overschrijdt de drempels die nodig zijn om stervormend gas fysiek uit de centrale delen van het sterrenstelsel te verdrijven.
De waarnemingen van XRISM maakten het voor het eerst mogelijk om uitbarstingen van harde röntgenstraling te koppelen aan de versnelling van de winden, wat het mechanisme van magnetocentrifugale lancering bevestigt. Het scheidend vermogen van XRISM (ongeveer 5 elektronvolt) is ongeveer tien keer groter dan dat van voorgangers zoals Chandra en XMM-Newton, waardoor minieme details in de spectra zichtbaar worden in het kritieke bereik van de ijzer-K-rand, waar de kenmerken van snelle winden verborgen liggen. De gegevens zijn in juli 2025 gepubliceerd in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters en werden aangevuld met een presentatie op de 248e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Pasadena in juni 2026.
De resultaten laten zien hoe de accretie-energie van een zwart gat de evolutie van het sterrenstelsel als geheel reguleert door de groei van de sterrenpopulatie in de centrale regio's te beperken, wat het gebrek aan sterren in de grootste stelsels van het heelal verklaart.
