11 februari 2012

Artikelen Reacties

Je bent hier: Home / Archief voor dwergstelsels

Astronomen ontdekken ver, donker dwergsterrenstelsel

19 januari 2012 Door Reageer

Zwaartekrachtslens B1938+666 in het infrarood, waargenomen met de 10 meter Keck-II Telescoop op Mauna Kea in Hawaii. Copyright: D. Lagattuta / W. M. Keck Observatory

Astronomen van onder meer ASTRON, het Kapteyn Instituut (RuG) en het Massachusetts Institute of Technology (MIT), VS, hebben een donker dwergsterrenstelsel ontdekt op 10 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Het is het tweede en meest ver weg gelegen dwergsterrenstelsel dat ooit buiten ons eigen sterrenstelsel is ontdekt. Het resultaat wordt vandaag online gepubliceerd bij Nature. Sterrenkundigen denken dat sterrenstelsels zoals de Melkweg over een periode van miljarden jaren zijn gevormd door de samensmelting van kleinere sterrenstelsels. De verwachting is dat er veel van die dwergsterrenstelsels verspreid rondom de Melkweg te vinden zijn. Maar omdat deze kleine, overgebleven stelsels amper worden waargenomen, concluderen astronomen dat ze maar heel weinig sterren bevatten en wellicht helemaal bestaan uit donkere materie. Het dwergsterrenstelsel dat nu is ontdekt, is een satellietstelsel, wat betekent dat het zich aan de randen van een groter sterrenstelsel bevindt. “Het stelsel heeft om meerdere redenen weinig tot geen sterren gevormd en is daarom donker gebleven”, zegt eerste auteur Dr. Simona Vegetti, sterrenkundige bij ASTRON in het Helena Kluyver programma, en Pappalardo Fellow bij MIT. Het heelal zou voor ongeveer 25% uit donkere materie moeten bestaan. Maar omdat de donkeremateriedeeltjes geen licht absorberen of uitstralen, zijn ze tot nu toe heel moeilijk waar te nemen en te identificeren. Computermodellen geven aan dat de Melkweg ongeveer 10.000 kleine satellietsterrenstelsels bevat, maar slechts 30 zijn ook echt waargenomen. “Het kan zijn dat veel van deze sterrenstelsels van donkere materie zijn gemaakt en daardoor dus lastig te detecteren zijn, of er is een probleem met onze ideeën over de vorming van sterrenstelsels”, zegt Vegetti. Het team gebruikte zogeheten zwaartekrachtslenzen, waarbij van twee stelsels die in dezelfde richting liggen de dichtstbij gelegen als lens fungeert, om naar deze donkere, dwergsterrenstelsels te zoeken. Prof. Leon Koopmans van het Kapteyn Instituut in Groningen: “We hebben hiermee niet alleen een methode in handen om voorspellingen van het ‘koude donkere materie model’ te kunnen testen, maar we hebben ook een dergelijk donker dwergsterrenstelsel ontdekt, maar liefst honderden keren verder weg dan de satellietstelsels in de Lokale Groep.” De onderzoekers gebruikten voor hun waarnemingen de Keck-II Telescoop in Hawaii, waarbij ze toegang hadden tot speciale optische apparatuur die scherpe beelden van de hemel kan maken. Ze willen dezelfde methode gebruiken om meer dwergsterrenstelsels in andere delen van het universum op te sporen, om zo meer te weten te komen over het gedrag van donkere materie. “We hebben nu één donker dwergsterrenstelsel gevonden, maar stel dat we er niet genoeg vinden – in dat geval moeten we de eigenschappen van donkere materie aanpassen”, zegt Vegetti. “Of we vinden net zoveel sterrenstelsels als in onze simulaties. Dat zou betekenen dat donkere materie precies de eigenschappen heeft die wij denken dat het heeft.” :bron: Bron: Nova.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, sterrenstelsels Tags: , ,

Onderzoek dwergstelsels stelt onder-limiet aan massa donkere materie

23 november 2011 Door Reageer

De zeven onderzochte dwergstelsels

Twee natuurkundigen van de Brown Universiteit hebben aan de hand van waarnemingen die met de Fermi ruimtetelescoop aan zeven dwergsterrenstelsels zijn gedaan kunnen bepalen dat de deeltjes die donkere materie vormen minstens 40 Giga electronvolt (GeV) massa moeten hebben. Savvas Koushiappas en Alex Geringer-Sameth bestudeerden de gegevens van die stelsels en pasten er nieuwe statistische methoden op toe. Die dwergstelsels (in de afbeelding te zien – nou ja, ahum – in de cirkels) zitten vol met donkere materie, die weliswaar onzichtbaar is, maar aan de hand van de snelheid van de zichtbare sterren kan men ‘zien’ dat ze tsjokvol donkere materie zitten. Omdat de stelsels geen waterstofgas bevatten zijn ze uitstekende graadmeters om meer te weten te komen over de donkere materie, die zo’n 23% van het gehele heelal vormt – 4% is gewone materie en de overige 73% bestaat uit donkere energie. Wat Koushiappas en Geringer-Sameth deden was het volgende: deeltjes donkere materie – in de natuurkundige wandelgangen WIMP’s genoemd, weakly interactive massive particles – kunnen in de centra van die dwergstelsels anti-WIMP’s tegenkomen en dan annihileren, d.w.z. elkaar vernietigen en vervolgens zware quark-paren en gammalicht produceren. Met name dat gammalicht is iets wat men kan meten, want Fermi houdt dergelijke hoogenergetische straling in de gaten. Op basis van de Fermi-gegevens konden Koushiappas en Alex Geringer-Sameth bepalen hoeveel gammastraling er van de zeven dwergstelsels komt en aan de hand daarvan was het tweetal in staat om de minimum-massa van de WIMP’s te bepalen, de genoemde 40 GeV. Dat is opvallend, want andere onderzoeksteams die op zoek zijn naar donkere materie - DAMA/LIBRA, CoGeNT en CRESST – hebben gemeld dat ze WIMP’s met massa’s tussen 7 en 12 GeV hebben gevonden. Mmmmm, iets klopt er dus niet. :bron: Bron: Science Daily.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, sterrenstelsels Tags: , , ,

UV-straling sterren jonge Melkweg fataal voor nabije dwergstelsels

18 oktober 2011 Door Reageer

Deze heeft het 'overleefd', het Fornax dwergsterrenstelsel

Computerberekeningen van twee sterrenkundigen – Pierre Ocvirk en Dominique Aubert, leden van het Light in the Dark Ages of the Universe (LIDAU) collectief, mmmmm… klinkt ‘spooky’ – aan de vroegste stadia van het Melkwegstelsel laten zien dat nabije dwergsterrenstelsels de dupe waren van de ultraviolette straling van de eerste sterren van de Melkweg. Die sterren verschenen al 150 miljoen jaar na de oerknal, meer dan 12 miljard jaar geleden. De Melkweg en nabije dwergstelsels zaten vol met neutraal waterstofgas, bestaande uit paren van positief geladen protonen en negatief geladen electronen. De krachtige UV-straling van die eerste sterren gaf de electronen genoeg energie om de protonen te verlaten en het neutrale gas in een plasma te veranderen, een fase in het heelal die het tijdperk van de reïonisatie1 wordt genoemd en die onlangs nog is onderzocht met de Very Large Telescopes in Chili. Volgens het door Ocvirk en Aubert ontwikkelde computermodel van de jonge Melkweg zorgde de UV-straling er voor dat het neutrale waterstofgas in de dwergstelsels niet alleen werd verhit en geïoniseerd tot plasma, maar ook dat het gas de zwakke gravitatiekracht van de dwergstelsels kon weerstaan en eruit kon ontsnappen. Daardoor raakten de kleine sterrenstelsels rondom de Melkweg hun gas kwijt, hét ingrediënt voor hun stervorming. Dat betekende onherroepelijk hun dood en dat is volgens het tweetal de oorzaak van de ‘missing satellites problem’.  Vorig jaar was de sterrenkundige Diederik Kruijssen bij ons op de club om te praten over het probleem van de verdwenen bolhopen rondom de Melkweg. Wie weet dat de oorzaak daarvan verband houdt met de suggestie die Ocvirk en Aubert nu aandragen. Hun onderzoek verschijnt binnenkort in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en voor de hardcore-liefhebbers is het hier te lezen. :bron: Bron: Science Daily.

Noot:
  1. ‘Re’ omdat zeer kort na de oerknal 13,7 miljard jaar geleden ook al een ionisatie plaatsvond. Lees deze Astroblog er nog maar een keertje over na. [↩]
Onderwerp: favoriet, sterrenstelsels Tags: , , ,

Leuk hoor, nou weten we nog minder van donkere materie dan eerst

17 oktober 2011 Door 2 Reacties

Impressie van een dwergstelsel, bekeken vanaf een denkbeeldige exoplaneet

Nou, daar schieten we wat mee op. Sterrenkundigen onderzochten de verdeling van donkere materie rondom twee nabije dwergsterrenstelsels – de Fornax en Sculptor stelsels om precies te zijn – en hoopten daarbij een bevestiging te krijgen van het gangbare model van donkere materie. Dat model gaat uit van langzame deeltjes van donkere materie, die in het centrum van zo’n dwergstelsel meer opgehoopt zouden zijn dan verder weg. Maar wat blijkt: de verdeling van donkere materie is heel gelijkmatig, niks centrale opeenhoping. Aldus het resultaat dat Matt Walker (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) en z’n collega Jorge Peñarrubia verkregen. Donkere materie is – zoals de naam al doet vermoeden – niet te zien en derhalve onzichtbaar voor telescopen. Maar de beweging van sterren in de dwergstelsels verraadt de aanwezigheid van donkere materie en door heel specifiek de locatie en beweging van 1500 tot 2500 sterren te volgen konden Walker en Peñarrubia de verdeling van donkere materie in beide dwergstelsels zien. Als zo’n stelsel vergelijkbaar is met een perzik, dan zou volgens het ΛCDM-model, het model dat een combinatie inhoudt van donkere energie (Einstein’s Kosmologische Constante Λ) en koude donkere materie (op z’n Engels afgekort als CDM), de donkere materie opeengehoopt door de gravitatiekracht de pit zijn. Maar helaas pindakaas, daar klopt dus niets van. Kortom, klopt het ΛCDM-model wel? Vragen, vragen, vragen. Het zou een keertje niet ingewikkeld zijn. :bron: Bron: CfA.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, sterrenstelsels Tags: , ,

Hoe komt de Melkweg aan zijn spiraalarmen?

5 oktober 2011 Door 2 Reacties

Is dit prachtige spiraalpatroon het resultaat van een galactisch verkeersongeluk?

Een recent onderzoek heeft uitgewezen dat spiraalstelsels hun vorm te danken hebben aan botsingen met dwergstelsels. Wetenschappers van de Universiteit van Pittsburgh hebben een computersimulatie ontwikkeld om het effect van dit soort botsingen op de Melkweg te onderzoeken. Het blijkt dat het spiraalpatroon van onze Melkweg te danken kan zijn aan een botsing met het Sagittarius Dwergstelsel, een satelliet van ons thuissterrenstelsel.

Het is een bekend feit dat Sagittarius ongeveer 1.9 miljard jaar geleden in botsing is gekomen met de Melkweg. Vervolgens is het dwergstelsel over de “noordpool” van ons sterrenstelsel gevlogen, om 900 miljoen jaar geleden opnieuw in botsing te komen. Op dit moment is Sagittarius op de terugweg en zal over 10 miljoen jaar (voor sterrenkundigen is dat “morgen”) voor de derde keer in botsing komen.

Deze botsingen moeten een behoorlijke invloed hebben gehad op de Melkweg. Hoe groot die invloed is geweest, was totnogtoe onduidelijk. Dat heeft vooral te maken met het feit dat de hoeveelheid donkere materie in Sagittarius (en derhalve diens volledige massa) moeilijk te berekenen is. Wetenschappers van de Universiteit van Pittsburgh hebben gebruik gemaakt van de laatste schattingen van de massa van Sagittarius om een simulatie te creëren, die de effecten van de botsingen accuraat in beeld moet brengen.

De simulatie begint met de Melkweg als een platte schijf van gas en sterren, met een centrale balk in het midden. Alle sterren draaien keurig cirkelvormige banen rondom het centrum van de Melkweg. Na de eerste botsing met Sagittarius gaan de omloopbanen van sommige sterren veranderen. Er ontstaat een verscheidenheid aan ellipsvormige omloopbanen, die op bepaalde plaatsen samenkomen tot dichte klonters van sterren en gas in de vorm van een spiraal.

Na de tweede botsing ontstaat er een spiraalpatroon dat opmerkelijke overeenkomsten vertoont met het patroon dat daadwerkelijk is waargenomen. Tegelijkertijd blijft de centrale balk in de simulatie behouden, eveneens precies zoals daadwerkelijk is waargenomen. De botsingen genereren ook ringachtige structuren rondom de Melkweg. Je raadt het al: ook deze zijn daadwerkelijk waargenomen (de zogenaamde Monoceros-ring is een goed voorbeeld).

Het is een bekend feit dat botsingen tussen sterrenstelsels aan de orde van de dag zijn. Verder vermoed men al langer dat spiraalstelsels ontstaan door het samenkomen van vele kleinere stelsels én dat spiraalstelsels blijven doorgaan met het opslokken van dwergstelsels. Dat betekent dat de resultaten van het onderzoek niet alleen gevolgen hebben voor onze kennis omtrent het ontstaan van de Melkweg, maar voor het ontstaan van spiraalstelsels in het algemeen.

Bekijk hier de volledige simulatie.

Bron: New Scientist

Onderwerp: kosmologie, sterrenstelsels Tags: , ,

NGC 4214: een ideaal onderzoekslab voor stervorming

14 mei 2011 Door Reageer


NGC 4214 is een dwergsterrenstelsel in het sterrenbeeld Jachthonden (Canis Venatici). Ondanks z’n kleine afmetingen is het voor sterrenkundigen een ideaal object om de vorming van sterren te bekijken, niet alleen omdat het stelsel bubbelt en bruist van gigantische waterstofwolken, temidden waarvan zware, jonge, hete sterren ontstaan, maar ook omdat het met een afstand van tien miljoen lichtjaar relatief dichtbij staat en er geen tussenliggende stofwolken zijn. Met de Wide Field Camera 3 (WFC3) aan boord van de Hubble ruimtetelescoop is bovenstaande foto van NGC 4214 gemaakt. Als je klikt op de foto krijg je de totale afbeelding te zien. Wat vooral opvalt zijn twee dingen in dit stelsel: ten eerste dat ‘gat’ in het midden, die van binnen blauw-wit gekleurd is. Op de grote foto zie je dat die kleur van de sterren afkomstig is die zich daar bevinden: een grote cluster van jonge, massieve en loeihete sterren – met temperaturen tussen 10.000 en 50.000 °C. De ultraviolette straling van die sterren blaast de waterstof weg en dat zorgt ervoor dat dat gat in de waterstofwolken is ontstaan. Gevolg is wel dat er in die omgeving geen nieuwe sterren zullen ontstaan, want waterstof is daar de essentiële voeding voor. Bovenin NGC 4214 zie je een tweede markant object, dat meer rozewit gekleurd is. Dat gebied zit nog tsjokvol met waterstofwolken en ook daar zit een jonge groep sterren – met een ouderdom van twee miljoen jaar een zéér jonge groep zelfs. Hun ultraviolette straling ioniseert de waterstofwolken en daardoor gaan ze roze gloeien. Naast de jonge sterren komen er in NGC 4214 ook clusters van oude, roodgekleurde superreuzen voor. Hieronder een video waarin wordt ingezoomd op dit markante dwergstelsel.

:bron: Bron: Hubble.

Onderwerp: astrofysica, sterrenkundigen Tags: , , ,

Dwergsterrenstelsels: klein maar fijn

26 april 2011 Door Reageer


Volgens de Hubble classificatie van sterrenstelsels onderscheiden we spiraalstelsels, balkspiraalstelsels en elliptische stelsels. Oh ja en dan is er ook zo’n vaag groepje van onregelmatige sterrenstelsels. Dwergstelsels worden daar meestal ook toe geschaard, tot die laatste categorie welteverstaan, omdat er geen tekenen zijn van duidelijke structuur. Een voorbeeld van zo’n onregelmatig dwergstelsel is UGC 9128, hierboven te zien op een foto die ‘geschoten’ is met de Advanced Camera for Surveys (ACS) van de Hubble ruimtetelescoop. Hier is de kosmische dwerg in vol formaat te bewonderen, 35 Mb op de digitale weegschaal. UGC 9128 ligt slechts 8 miljoen lichtjaar van ons vandaan, da’s voor sterrenkundigen letterlijk om de hoek, in het sterrenbeeld Ossenhoeder (Boötes). Op de achtergrond zie je talloze grote spiraalstelsels, die vééél verder weg staan dan het vormeloze dwergstelsel. Maar wat laat uitgebreid onderzoek aan UGC 9128 ons nou zien? Dat deze dwerg onder de sterrenstelsels wel degelijk dezelfde kenmerken heeft als (balk-)spiraalstelsels, namelijk een omringende halo van oudere sterren en een schijf van jongere sterren. OK toegegeven, als je die foto ziet dan is het een vage, blauwe pluizenbol, een katoenbol zoals Phil Plait ‘m omschrijft, maar in die schijnbare ordeloosheid van losse sterren – welke door het gebruik van filters blauw ogen, maar die in werkelijkheid oranje zijn – zit wel degelijk een structuur. Sterrenkundigen denken dat door het botsen en samensmelten van dwergstelsels zoals UGC 9128 grotere sterrenstelsels ontstaan en daarom zijn ze er zo geïnteresseerd in, vooral degenen die dichtbij de Melkweg staan. :bron: Bron: Hubble.

Onderwerp: sterrenstelsels Tags: , , ,

Waarom dwergstelsels soms krachtige supernovae produceren

23 april 2011 Door Reageer

Door Galex onderzochte dwergsterrenstelsels

Een paar jaar terug werd door de sterrenkundigen Neil deGrasse Tyson1 en John Scalo opgemerkt dat de meest krachtige supernovae optreden in dwergsterrenstelsels en niet in grote sterrenstelsels. Recent onderzoek met NASA’s Galaxy Evolution Explorer, een satelliet die in het ultraviolette deel van het spectrum kan kijken, laat niet alleen zien dat de observatie van Tyson en Scalo juist is, maar geeft er ook een verklaring voor. Met Galex, zoals de satelliet wordt afgekort, hebben ze diverse dwergstelsels onderzocht en daaruit komt naar voren dat net als in grote sterrenstelsels grote, massieve sterren verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van supernova. Maar in dwergstelsels, die wel 1000 keer lichter kunnen zijn dan ons Melkwegstelsel, komen veel minder zware elementen zoals koolstof en zuurstof voor, als in grote sterrenstelsels. Dwergstelsels zijn daardoor minder verontreinigt met metalen, zoals sterrenkundigen de elementen zwaarder dan helium noemen. Galex laat zien dat de weinige massieve sterren die het dwergstelsel weet te produceren gedurende hun kortstondige en heftige leven een stuk zwaarder blijven dan hun collega-massieve sterren in zwaardere sterrenstelsels. Het verschil wordt veroorzaakt door de hoeveelheid metalen in de atmosfeer van de sterren. Heeft een ster veel metalen in z’n buitenlagen dan wordt veel massa via een sterke sterrenwind – voor Galex zichtbaar als UV-straling – de ruimte in geblazen. Op het moment dat de zware ster een supernova wordt is al veel massa weg en is de kracht van de supernova ‘normaal’. Heeft de ster geen metalen, zoals in de dwergstelsels het geval is, dan ontbreekt de sterrenwind en is de ster op het moment dat de catastrofale knal begint nog heel zwaar. Dat zorgt voor een extra krachtige supernova. Aangezien dwergstelsels veel lijken op de jonge sterrenstelsel in het vroege heelal zijn sterrenkundigen erg geïnteresseerd om ze te bestuderen. Bron: NASA/JPL.

Noot:
  1. Inmiddeld directeur van het Hayden Planetarium in New York en veelvuldig besproken op de Astroblogs. [↩]
Onderwerp: astrofysica, novae en supernovae, sterrenstelsels Tags: , ,

Nabij dwergstelsel Segue 1 bestaat bijna geheel uit donkere materie

31 juli 2010 Door Reageer

Het dwergstelsel Segue 1

Segue 1 is een dwergstelsel in de ‘achtertuin’ van het Melkwegstelsel, op een afstand van zo’n 80.000 lichtjaar. Het is een zeer lichtzwak sterrenstelsel in het sterrenbeeld Leeuw en het werd pas in 2007 ontdekt in het kader van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS). De hoeveelheid zichtbare materie in Segue 1 bedraagt slechts 1000 zonmassa, maar onderzoek met behulp van de Anglo-Australische Radiotelescoop vlakbij Coonabarabran (Australië) en de Keck II telescoop op Mauna Kea (Hawaï) heeft laten zien dat het wel 500 keer méér donkere materie moet bevatten. Een groep sterrenkundigen onder leiding van Joshua Simon (Carnegie Observatories in Pasadena, Californië) kon met behulp van het arsenaal aan telescopen de snelheid van de zichtbare sterren meten. Hoe sneller de sterren om het centrum van Segue 1 bewegen des te meer massa moet zich daar bevinden, zowel in zichtbare vorm van gewone materie als in verborgen vorm van donkere materie. De uitkomst is dat Segue 1 bijna geheel bestaat uit donkere materie. Door z’n relatieve nabijheid is Segue 1 een waar walhalla voor onderzoek aan de invloed van donkere materie op de evolutie van sterrenstelsels. De verwachting is dat de donkere materie in Segue 1 af en toe kan annihileren met anti-donkere materie en dat geproduceerde gammastraling het gevolg is. Een gammasatelliet als Fermi zou die straling moeten kunnen zien. Wordt vast en zeker vervolgd. :bron: Bron: Science News.

Onderwerp: donkere materie/energie, sterrenstelsels Tags: , ,

S1020549, de oudste bekende ster in het heelal

9 maart 2010 Door 5 Reacties

Impressie van S1020549

Een poosje terug had ik het over stokoude sterren die in dwergstelsels buiten het Melkwegstelsel waren gevonden. Allemaal reuzensterren die uiterst metaalarm zijn, een teken van ouderdom. Sterrenkundigen noemen alles wat zwaarder dan helium is al een metaal en aangezien metalen een product van stellaire evolutie zijn is hun aanwezigheid in sterren een soort meetlat voor hun ouderdom. De metalen in de zon zijn niet door de zon zelf gemaakt – daar is ‘ie toch echt te koud en te licht voor – maar in een nabije ster die in het verleden tot supernova moet zijn uitgebarsten. De zon is dan ook een ster van een late generatie, met metalen zoals magnesium, calcium, titanium, en ijzer vervuild geraakt door z’n voorgangers. In één van de waargenomen dwergstelsels in het sterrenbeeld Beeldhouder (Sculptor) hebben sterrenkundigen een ster ontdekt die extreem metaalarm is. Het is een rode reus, genaamd S1020549 en schijnbaar van helderheid 18m, die maar liefst 6.000 keer minder metaal bevat dan onze zon. Het is zelfs vijf keer minder dan andere metaalarme sterren die ze in dwergstelsels hebben gevonden. Men denkt dat S1020549 een zogenaamde tweede generatiester is, dus net niet van de allereerste generatie en dat hij ruim 13 miljard jaar oud is. De ster ligt 290.000 lichtjaar van ons vandaan en zoals gezegd ligt ’ie in het Sculptor dwergstelsel. Dergelijke dwergstelsels zijn waarschijnlijk de bouwstenen van de Melkweg en onderzoek aan de uiterst metaalarme reuzen in zowel de Melkweg als de dwergstelsels moet de gezamelijke geschiedenis van beiden aan het licht brengen. Meer over de nu oudste bekende ster in het heelal vindt je in dit wetenschappelijke artikel. Bron: Science Daily.

Onderwerp: astrofysica Tags: ,
Volgende pagina »

Switch to our mobile site