30 juli 2021

ALMA werpt licht op mysterie van de ontbrekende zware sterrenstelsels

Driedimensionaal beeld van de ALMA-waarnemingen van de uitstroom van NGC 253

Driedimensionaal beeld van de ALMA-waarnemingen van de uitstroom van NGC 253. Credit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Erik Rosolowsky

Nieuwe waarnemingen met de ALMA-telescoop in Chili geven astronomen meer inzicht in hoe door hevige stervorming het gas uit sterrenstelsels – de grondstof voor toekomstige generaties van sterren – wordt verdreven. De spectaculaire beelden tonen een enorme uitstroom van moleculair gas dat door stervormingsgebieden in het nabije Sculptorstelsel is weggeblazen. Deze nieuwe resultaten helpen verklaren waarom er zo weinig zware sterrenstelsels zijn in het heelal. Het onderzoek wordt op 25 juli 2013 gepubliceerd in het tijdschrift Nature. Sterrenstelsels – systemen zoals onze Melkweg die honderden miljarden sterren kunnen bevatten – zijn de bouwstenen van de kosmos. Een van de ambitieuze doelstellingen van de moderne astronomie is om te begrijpen hoe sterrenstelsels groeien en evolueren. Een van de sleutelvragen heeft betrekking op de stervorming: wat bepaalt het aantal nieuwe sterren dat in een sterrenstelsel zal ontstaan?

De opname links, gemaakt met ESO's VISTA-telescoop, toont het nabije, heldere spiraalstelsel NGC 253 - ook bekend als het Sculptorstelsel - in het infrarood. De nieuwe detailopname van de koele uitstroom van gas (rechts) is op millimetergolflengten vastgelegd met ALMA.

De opname links, gemaakt met ESO’s VISTA-telescoop, toont het nabije, heldere spiraalstelsel NGC 253 – ook bekend als het Sculptorstelsel – in het infrarood. De nieuwe detailopname van de koele uitstroom van gas (rechts) is op millimetergolflengten vastgelegd met ALMA. Credit:ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Emerson/VISTA

Het Sculptorstelsel, ook bekend als NGC 253, is een spiraalstelsel in het zuidelijke sterrenbeeld Beeldhouwer. Met een afstand van ongeveer 11,5 miljoen lichtjaar is het een van onze naaste intergalactische buren en het meest nabije ‘starburststelsel’ dat vanaf het zuidelijk halfrond te zien is. Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen opzwellende zuilen van koud, dicht gas ontdekt die het centrum van de schijf van het stelsel ontvluchten. ‘Met ALMA’s voortreffelijke beeldscherpte en gevoeligheid kunnen we voor het eerst duidelijk zien hoe enorme concentraties van koud gas worden uitgestoten door uitdijende schillen van intense druk die door jonge sterren zijn veroorzaakt,’ zegt Alberto Bolatto van de Universiteit van Maryland (VS), hoofdauteur van het onderzoeksartikel. ‘De hoeveelheid gas die we meten levert ons het duidelijke bewijs dat sommige groeiende sterrenstelsels meer gas afstoten dan opnemen. We hebben hier mogelijk te maken met een modern voorbeeld van een gebeurtenis die in het vroege heelal heel normaal was.’

Overzichtsfoto van NGC 253 door de VLT Survey Telescope

Overzichtsfoto van NGC 253 door de VLT Survey Telescope. Credit:ESO/INAF-VST

Deze resultaten kunnen helpen verklaren waarom astronomen zo weinig zware sterrenstelsels in het heelal hebben aangetroffen. Computermodellen laten zien dat oudere, rodere sterrenstelsels veel meer massa en grotere aantallen sterren zouden moeten bevatten dan we nu waarnemen. Het lijkt erop dat de galactische afvoer van gas zo sterk is dat het stelsel wordt beroofd van de grondstof die nodig is voor de vorming van de volgende generatie van sterren. ‘Deze structuren vormen een boog die vrijwel exact aansluit op de randen van de al eerder waargenomen uitstroom van heet gas,’ aldus Fabian Walter, hoofdonderzoeker aan het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (Duitsland) en mede-auteur van het onderzoeksartikel. ‘We kunnen nu de ontwikkeling van starburst tot uitstroom op de voet volgen.’ De onderzoekers hebben vastgesteld dat enorme hoeveelheden moleculair gas – jaarlijks bijna tien keer de massa van onze zon en misschien wel meer – met snelheden van 150 duizend tot bijna 1 miljoen kilometer per uur door het stelsel zijn weggeblazen. Er wordt klaarblijkelijk meer gas uitgestoten dan er op hetzelfde moment voor de vorming van nieuwe sterren wordt gebruikt. In dit tempo is het stelsel in minder dan 60 miljoen jaar door zijn gasvoorraad heen.

Voor mij is dit een goed voorbeeld van hoe nieuwe instrumenten gestalte kunnen geven aan de toekomst van de astronomie. We onderzoeken het starburstgebied van NGC 253 en andere nabije starburststelsels al bijna tien jaar. Maar vóór ALMA hadden we niet de mogelijkheid om zulke details te zien,’ zegt Walter. Bij het onderzoek is een vroege configuratie van ALMA gebruikt, met slechts 16 antennes. ‘We kijken met spanning uit naar wat de voltooide ALMA met 66 antennes van dit soort uitstromen laat zien!‘, voegt Walter daar aan toe. Vervolgonderzoek met de volledige ALMA-array zal wellicht duidelijkheid kunnen geven over het uiteindelijke lot van het weggeblazen gas. Dan zal blijken of de ‘wind’ van starbursts slechts onderdeel is van een galactisch kringloopproces of werkelijk stervormingsmateriaal afvoert. Bron: ESO.

Comments

  1. joppie zegt

    ligt de verdrijving in het stellaire vlak ( potentiëel behoud van )
    of is het , tussen de regels lezend, juist haaks op het stellaire vlak ( verlies )

Laat wat van je horen

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

%d bloggers liken dit: