28 mei 2024

Bijzondere Sterrenstelsels deel 2: Centaurus A

Centaurus A dust and radio

Centaurus A in zichtbaar licht én in radiogolven. Hierdoor zijn zowel de stofschijf als de radiolobben zichtbaar, de belangrijkste kenmerken van het stelsel. Credit: ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)

Vandaag is het tijd voor deel 2 van onze reeks “bijzondere sterrenstelsels”. In deze reeks besteden we aandacht voor sterrenstelsels die bijzonder en/of afwijkend zijn. Vandaag: NGC 5128, beter bekend onder zijn radionaam Centaurus A. Dit elliptische reuzenstelsel staat op een afstand van 12 miljoen lichtjaar, in de richting van het sterrenbeeld Centaurus.In tegenstelling tot de meeste elliptische stelsels, kent Centaurus A een gigantische stervorming. Dit komt doordat het stelsel in de laatste 1 miljard jaar meerdere gasrijke stelsels heeft opgeslokt. Dit verklaard het bijzondere uiterlijk van het stelsel: de egale vorm van het elliptische stelsel wordt doorbroken door een brede band van donker materiaal, waarschijnlijk de restanten van het laatste slachtoffer van de eetlust van Centaurus A.Laten we Centaurus A eens gaan ontleden. Zoals gezegd bestaat het grootste deel van Centaurus A uit een oud, elliptisch sterrenstelsel. Het grootste deel van het licht van het stelsel is dan ook afkomstig van honderden miljarden koele, oude sterren. De meeste elliptische stelsels zijn dan ook wat saai, maar dat geldt niet voor Centaurus A.

Cen A dustlane

De stofschijf van Centaurus A, gezien in zichtbaar licht. Credit: ESO

Het meest in het oog springende kenmerk is immers de stofband die het stelsel omringd. In zichtbaar licht is deze stofband vooral een belemmering: we kunnen niet zien wat zich binnen de stofband afspeelt. Gelukkig kunnen we in andere golflengten door het stof heenkijken, om te zien wat er werkelijk gebeurd. Hieruit komt een opmerkelijk beeld tevoorschijn: tussen de zichtbare stofband en de kern van het stelsel bevinden zich meerdere spiraalarmen. Je leest het goed: Centaurus A is zowel een elliptisch stelsel áls een spiraalstelsel! Dit is zonder twijfel het gevolg van een samensmelting, waarbij een elliptisch stelsel en een spiraalstelsel samen een nieuw stelsel hebben gevormd. Meestal wordt de structuur van schijfstelsels hierbij onherkenbaar verstoord, maar bij Centaurus A is het net alsof het spiraalstelsel zonder geweld in het elliptische stelsel is geschoven. Berekeningen hebben echter uitgewezen dat de schijfstructuur vermoedelijk onstabiel is. De spiraalarmen zullen in de komende 200 miljoen jaar verdwijnen en een groot deel van het aanwezige gas en stof zal omgezet worden in sterren.

Cen A near infrared

In nabij-infrarood komt dit parallelogram-vormige restant van een eerdere samensmelting tevoorschijn. Credit: ESO/Y. Beletsky

In infrarood licht is de toekomst van de stofband zichtbaar. Dichter bij de kern bevindt zich namelijk het parallelogram-vormig restant van een schijfstelsel dat ongeveer 1 miljard jaar geleden is samengesmolten met Centaurus A. Dat betekent dat de stofband en spiraalarmen van de recentere samensmelting ook zullen vervallen tot een parallelogramvormig restant.Maar goed, dat is dus toekomstmuziek. Hoe zit het met de stofband en spiraalarmen van nu? Wel, het is een bekend feit dat interacties tussen sterrenstelsels vaak leiden tot een zogenaamde starburst (vrij vertaald: sterrenflits), waarbij in een gigantisch tempo nieuwe sterren gevormd worden. Centaurus A is hierop geen uitzondering: de stofband is bezaaid met jonge, massieve sterrenclusters. Sterker nog: de efficientie waarmee moleculair gas wordt omgezet in sterren is vergelijkbaar met dat van Ultra-heldere Infraroodstelsels – stoffige starburst-stelsels die in infrarood licht helderder zijn dan in zichtbaar licht.

Centaurus A starburst

Als je inzoomt op de stofband, wordt duidelijk dat achter het stof een heuse starburst-regio schuilgaat. De blauwe gloed van de ontelbare jonge sterrenclusters is duidelijk zichtbaar. Credit: ESA-Hubble/NASA.

Wat valt er nog meer te vertellen over de structuur van Centaurus A? Wel, radio-waarnemingen hebben het bestaan uitgewezen van een uitgerekte getijdenstaart, het restant van een gasrijk dwergstelsel dat 350 miljoen jaar geleden in botsing is gekomen met Centaurus A. Het bijzondere van deze staart is het feit dat één van de radiolobben van Centaurus A (kom ik later nog op terug) in botsing komt met de getijdenstaart en hierbij de vorming van supersterrenclusters heeft getriggerd. Dit soort megaclusters vormen de voorgangers van bolvormige sterrenhopen.Zo komen we bij nog een bijzondere eigenschap van Centaurus A: het is namelijk een radiostelsel. Dit zijn stelsels die uitzonderlijk helder zijn in radiogolflengten. Radiostelsels behoren tot de zogenaamde actieve sterrenstelsels en zijn dus verwant aan de bekendere quasars en blazars. De radio-activiteit is het gevolg van twee relativistische jets of straalstromen die uit de kern stromen.

Cen A xray

In röntgenstraling wordt één van de straalstromen zichtbaar. Credit: NASA

Astronomen denken dat de heldere kern, de sterke radiostraling en de jetstructuren van Centaurus A moeten worden toegeschreven aan een centraal zwart gat dat een paar honderd miljoen keer zo zwaar is als de zon. Materie uit de dichte centrale delen van het stelsel straalt enorme hoeveelheden energie uit terwijl zij naar het zwarte gat toe valt. Het zwarte gat kan de toestroom aan materie niet helemaal aan, waardoor een deel van de materie weer wordt uitgezonden in de vorm van twee straalstromen. Deze straalstromen hebben een enorm bereik en kunnen honderdduizenden lichtjaren lang zijn.Tot slot heeft Centaurus A, zoals gezegd, twee enorme radiolobben. En als ik zeg enorm, bedoel ik ook enorm: de lobben strekken zich over een afstand van 800.000 lichtjaar uit. Waar worden ze door veroorzaakt? Vermoedelijk is de interactie tussen de straalstromen en het intergalactische medium verantwoordelijk voor de lobben, feitelijk een soort plasmabubbels die enorm helder zijn in radiogolven.

Cen A radio infrared xray

Centaurus A op meerdere golflengten. De radiolobben zijn nu goed zichtbaar. Credit: Martin Hardcastle 

Oh dan nog één ding: de stofschijf en de straalstromen staan niet precies uitgelijnd. Je zou kunnen zeggen dat de stofschijf “scheef” staat. Dit is een aanwijzing dat de samensmelting tussen Centaurus A en het invallende spiraalstelsel nog volop aan de gang is. Nou dat was het weer: als het goed is zijn jullie heel wat wijzer geworden over dit bijzondere sterrenstelsel, het helderste radiostelsel aan de aardse hemel en het dichtstbijzijnde actieve stelsel. Bron: dit is een eigen artikel van AstroBlogs, deels gebaseerd op dit artikel. Eerdere edities:– Deel 1: het spookstelsel NGC 2915.

Share

Comments

  1. Olaf van Kooten zegt

    Misschien een merkwaardige plaats voor deze opmerking, maar ik weet niet waar ik ‘m anders moet plaatsen 😛 – zoals sommige van jullie weten schrijf ik af en toe ook stukjes voor Scientias. Vandaag is daar een artikel van me gepubliceerd over donkere materie. Nieuwsgierig? Artikel kun je hier lezen: http://www.scientias.nl/bestaat-donkere-materie-uit-gravitinos/79599

  2. Jan Heuser zegt

    Olaf,

    Ik heb je stukje gelezen. Alhoewel ik niet thuis ben in deze hogere natuurkeunde, vond ik het zeer interessant en begrijpelijk uitgelegd..

Speak Your Mind

*