14 mei 2021

Sterrenstelsel groeien door superveel gas aan te trekken

Astronomen hebben met behulp van ESO’s Very Large Telescope een ver sterrenstelsel ontdekt dat gas uit zijn omgeving opslokt. Het gas dat naar het sterrenstelsel toe stroomt, wordt niet alleen benut voor de vorming van nieuwe sterren, het jaagt ook de rotatie van het stelsel aan. Dit is het beste directe observationele bewijs tot nu toe dat sterrenstelsels, zoals theoretisch voorspeld, materie uit hun omgeving aantrekken om te groeien en sterren te vormen.
Deze artist's impression toont een sterrenstelsel in het verre heelal, slechts twee miljard jaar na de oerknal, dat bezig is om koel gas (oranje gekleurd) uit zijn omgeving aan te trekken. Astronomen zijn veel te weten gekomen over dit object door niet alleen het sterrenstelsel te onderzoeken, maar ook het licht van een veel verder weg gelegen quasar (het heldere object links van het stelsel in het midden), die precies op de juiste plek staat om door het aangetrokken gas heen te schijnen. De bewegingen van het gas en de samenstelling ervan komen heel goed overeen met de theoretische modellen die de groei van sterrenstelsels proberen te verklaren.

Deze artist’s impression toont een sterrenstelsel in het verre heelal, slechts twee miljard jaar na de oerknal, dat bezig is om koel gas (oranje gekleurd) uit zijn omgeving aan te trekken. Astronomen zijn veel te weten gekomen over dit object door niet alleen het sterrenstelsel te onderzoeken, maar ook het licht van een veel verder weg gelegen quasar (het heldere object links van het stelsel in het midden), die precies op de juiste plek staat om door het aangetrokken gas heen te schijnen. De bewegingen van het gas en de samenstelling ervan komen heel goed overeen met de theoretische modellen die de groei van sterrenstelsels proberen te verklaren. Credit: ESO/L. Calçada/ESA/AOES Medialab

Astronomen vermoeden al heel lang dat sterrenstelsels materie uit hun omgeving opslokken om te kunnen groeien, maar dit proces is niet zo makkelijk rechtstreeks waarneembaar. Nu is ESO’s Very Large Telescope (VLT) ingezet om de zeer zeldzame samenstand van een ver sterrenstelsel en een nog verder weg gelegen quasar – de extreem heldere kern van een stelsel die door een superzwaar zwart gat van energie wordt voorzien – te onderzoeken. Het licht van de quasar gaat door het gas in de omgeving van het voorgrondstelsel heen, wat het mogelijk maakt om de eigenschappen ervan vast te stellen. Nooit eerder kon een sterrenstelsel dat bezig is zich te voeden zo goed worden bestudeerd.

Deze hemelopname toont de omgeving van een zeer zeldzame samenstand van een quasar en een sterrenstelsel in het zuidelijke sterrenbeeld Toekan. De quasar en het stelsel zijn op deze foto, gemaakt met een relatief kleine telescoop, niet te zien, maar hun positie is aangegeven. Deze foto is gebaseerd op opnamen van de Digitized Sky Survey 2.

Deze hemelopname toont de omgeving van een zeer zeldzame samenstand van een quasar en een sterrenstelsel in het zuidelijke sterrenbeeld Toekan. De quasar en het stelsel zijn op deze foto, gemaakt met een relatief kleine telescoop, niet te zien, maar hun positie is aangegeven. Deze foto is gebaseerd op opnamen van de Digitized Sky Survey 2. Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Bij de vorming van nieuwe sterren raken sterrenstelsels heel snel door hun gasvoorraad heen. Op de een of andere manier moeten ze dus voortdurend van vers gas worden voorzien. Astronomen vermoedden al dat de oplossing van dit vraagstuk moet worden gezocht bij de aantrekking van koud gas uit de omgeving. Volgens dit scenario trekt een sterrenstelsel gas naar zich toe dat naar het stelsel toe spiraliseert , tot het naar binnen valt, en vervolgens met het stelsel mee roteert. Hoewel er al eerder aanwijzingen voor dit zogeheten accretiescenario zijn gevonden, waren de beweging van het gas en de overige eigenschappen ervan nog nooit volledig onderzocht.

De telescopen van de VLT

De telescopen van de VLT. Credit: ESO.

De astronomen hebben gebruik gemaakt van twee meetinstrumenten, SINFONI en UVES, die beide aan de VLT van de ESO-sterrenwacht op Paranal (in het noorden van Chili) zijn gekoppeld. De nieuwe waarnemingen laten niet alleen de rotatie van het sterrenstelsel zelf zien, maar geven ook duidelijkheid over de samenstelling en beweging van het gas buiten het stelsel. ‘De eigenschappen van deze grote hoeveelheid omringend gas komen precies overeen met wat we verwachten van koud gas dat door het stelsel wordt aangetrokken,’ zegt mede-auteur Michael Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Australië). ‘Dit gas beweegt precies zoals de modellen voorspellen en voldoet ook qua hoeveelheid en samenstelling daaraan. Het is alsof het voedertijd is in de dierentuin – dit sterrenstelsel heeft een enorme eetlust en we hebben ontdekt hoe het erin slaagt om zo snel te groeien.’Astronomen hadden al aanwijzingen dat veel sterrenstelsels in het vroege heelal door materie zijn omgeven. Maar dit is voor het eerst dat ze overtuigend hebben aangetoond dat deze materie naar binnen beweegt en niet naar buiten, en de samenstelling van deze verse brandstof voor toekomstige generaties van sterren hebben kunnen bepalen. Als er geen quasar als zoeklicht achter het sterrenstelsel had gestaan, was het omringende gas niet waarneembaar geweest. ‘In dit geval hadden we het geluk dat een quasar precies op de juiste plek stond om zijn licht door het invallende gas te laten gaan. De volgende generatie van extreem grote telescopen maakt het mogelijk om zulke halo’s langs meer dan één gezichtslijn te onderzoeken, wat een veel completer beeld geeft,’ aldus mede-auteur Crystal Martin (University of California, Santa Barbara, VS). Bron: ESO

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.