23 april 2024

Honderden sterrenstelsels binnenstebuiten gekeerd

De Calar Alto 3,5-meter telescoop. Credit: MPIA

In het kader van de zogenaamde Califa-survey (Calar Alto Legacy Integral Field Area) zijn honderden sterrenstelsels binnenstebuiten gekeerd. De gegevens die zijn verkregen, zijn uniek te noemen. Dat komt doordat van iedere “pixel” van de gefotografeerde sterrenstelsels een spectrale analyse is gemaakt, waarbij informatie wordt verschaft over de dynamiek en chemische samenstelling. Hierdoor worden wetenschappers in staat gesteld om de structuur van de sterrenstelsels te achterhalen, evenals hun evolutie.Sterrenstelsels vormen de grootschalige bouwstenen van de kosmos. Het zichtbare deel van een sterrenstelsel omvat tussen de miljoenen en honderden miljarden sterren, evenals uitgestrekte gas- en stofwolken. Het begrijpen van de dynamische processen die plaatsvinden binnen sterrenstelsels, en tussen sterrenstelsels onderling, vormt een belangrijk onderdeel van ons begrip van onze kosmische omgeving.Normaal gesproken moeten astronomen, als het op sterrenstelsels aankomt, kiezen tussen twee waarneemtechnieken. Ze kunnen een sterrenstelsel gedetailleerd fotograferen met een camera, waarbij de verschillende kenmerken en ruimtelijke relaties zichtbaar worden. Ze kunnen er ook voor kiezen om het licht van het sterrenstelsel gedetailleerd te analyseren, wat ‘het verkrijgen van het spectrum’ wordt genoemd. Deze twee dingen kunnen niet tegelijk gedaan worden. Of toch wel?Er bestaat namelijk een nieuwe techniek dat ‘integral field spectroscopy‘ wordt genoemd. Hiermee wordt het beste van beide werelden gecombineerd. Men heeft zo’n IFS aangebracht aan de Calar Alto-telescoop, waarbij men gebruikmaakt van 350 optische vezels om het licht van verschillende delen van een sterrenstelsel naar een spectrograaf te leiden. Op deze manier zijn astronomen niet beperkt tot het sterrenstelsel als geheel – men kan het licht analyseren dat afkomstig is van verschillende delen van het sterrenstelsel.

De Califa-survey levert gedetailleerd informatie op. Deze afbeelding is een goed voorbeeld: het laat de beweging zien in het stille elliptische stelsel NGC 6125 (boven) en het actieve spiraalstelsel NGC 2916 (onder). De kleuren geven aan of dat deel van het stelsel naar ons toe beweegt (blauw) of van ons vandaan (rood). Hieruit blijkt dat het elliptische stelsel heel rustig roteert, terwijl de rotatiesnelheid in het spiraalstelsel veel hoger ligt. Credit: CALIFA-Team / M. Lyubenova (MPIA)

Voor de Califa-survey heeft men 900 sterrenstelsels in het lokale universum geselecteerd, op afstanden van 70 tot 400 miljoen lichtjaar. De survey omvat stelsels van alle types, van sfeervormige elliptische stelsels tot majestueuze spiraalstelsels. De resulterende gegevens zouden een revolutie kunnen inluiden van ons begrip van de galactische dynamiek. Een goed voorbeeld is geïoniseerd gas – een groot deel van het gas in een sterrenstelsel is geïoniseerd. Hierbij zorgt intense straling ervoor dat de atomen van het gas van hun elektronen gestript worden. Califa stelt astronomen in staat deze processen in ongeëvenaard details te bestuderen. Met verrassende gevolgen: gedurende de laatste 30 jaar dachten astronomen dat ze de herkomst van de ioniserende straling goed begrepen. Vroege resultaten van Califa laten echter zien dat de standaardtheorie onjuist is.Zelfs de mysterieuze donkere materie kan zich niet aan het zicht van Califa onttrekken. Donkere materie maakt zo’n 75% van alle massa in het universum uit, maar zijn exacte verspreiding in verre sterrenstelsels is lastig te achterhalen. Echter: hoewel donkere materie onzichtbaar is, is zijn zwaartekrachtinvloed op het gas en sterren meetbaar. Califa is in staat om deze bewegingen met hoge precisie te volgen, waardoor de verspreiding van donkere materie in een sterrenstelsel bepaald kan worden.Tot slot is Califa een zogenaamde ‘legacy survey’. Dat betekent dat alle gegevens vrij toegankelijk zijn voor iedere wetenschapper die er interesse in heeft. De gegevens van een eerste set van 100 sterrenstelsels zijn nu online gezet. De rest zal binnenkort volgen. Bron: Max Planck Instituut.

Share

Speak Your Mind

*