22 april 2021

Ontstaan van ultracompacte sterrenstelsels verklaard?

Credit: NASA, ESA, S. Toft og A. Feild.

Recent onderzoek heeft uitgewezen dat een mysterieuze klasse van sterrenstelsels ontstaan zijn door het samensmelten van meerdere, extreem gasrijke sterrenstelsels. Deze mysterieuze sterrenstelsels zijn supercompact en dood, m.a.w. produceren geen nieuwe sterren meer. Het was een raadsel hoe deze stelsels zo snel na de oerknal konden ontstaan, maar daar is nu verandering in gekomen.

Sterrenstelsels zijn reusachtige verzamelingen van gas, sterren en donkere materie. De kleinste stelsels bevatten enkele miljoenen sterren, terwijl de grootste exemplaren biljoenen sterren kunnen bevatten. De eerste sterren zijn vrij snel ontstaan, zo’n 200 miljoen jaar na de oerknal. Sterren ontstaan uit samentrekkende, koele gaswolken en niet lang na de eerste stervorming zijn de eerste baby-stelsels ontstaan. Zolang er gas voorhanden is in zo’n collectie van sterren, zal het proces van stervorming voortduren.

De meeste astronomen denken dat sterrenstelsels ontstaan zijn door het samensmelten van vele baby-stelsels, die steeds groter en zwaarder werden naarmate meer buurstelsels opgeslokt werden. Uiteindelijk ontstaan zo grote, massieve sterrenstelsels, zoals onze Melkweg. Dit proces wordt geacht vele miljarden jaren in beslag te nemen.

De verbazing was dan ook groot dat zo’n 3 miljard jaar na de oerknal al sterrenstelsels gevormd waren die even massief zijn als de grootste stelsels in het lokale universum, maar dan veel compacter. Dat betekent dat de sterdichtheid in deze ultracompacte sterrenstelsels zo’n tien keer hoger is dan in bv. de Melkweg. Daarnaast waren deze stelsels vaak al dood, m.a.w. werden er geen nieuwe sterren meer gevormd. Waar zijn deze ultracompacte sterrenstelsels vandaan gekomen?

Credit: NASA, ESA, S. Toft og A. Feild

Deze extreem zware en compacte sterrenstelsels hebben geen afgeplatte vorm, zoals de spiraalstelsels van vandaag de dag. In plaats daarvan lijken ze meer op de huidige elliptische stelsels, met een bolvormige structuur en vrijwel zonder gas om nieuwe sterren van te maken. Hoe zijn deze stelsels zo snel zo massief geworden, en waarom zijn ze zo snel “opgebrand”?

Om meer licht te schijnen op dit galactische mysterie, heeft de Deense sterrenkundige Sune Toft gekeken naar sterrenstelsels die nóg ouder zijn. In veel gevallen blijken deze stelsels te klein te zijn om een verklaring te vormen voor de snelle evolutie van ultracompacte sterrenstelsels. In sommige gevallen blijken de babystelsels in kwestie echter bijzonder gasrijk te zijn. Vervolgens heeft Toft een computersimulatie gedraaid, waarin het samensmelten van extreem gasrijke babystelsels wordt nagebootst. Zodra de stelsels elkaar raken, wordt het gas naar het centrum gedreven, alwaar het wordt samengedrukt tot talloze nieuwe sterren. Als gevolg wordt het sterrenstelsel al snel heel compact. Maar als gevolg van de explosieve stervorming, wordt het stervormende gas bijzonder snel verbruikt. Het resultaat is dan een dood sterrenstelsel. Met deze conclusie hebben astronomen een volgende stap gezet in het begrijpen van de evolutie van sterrenstelsels. De volgende vraag is waar deze ultracompacte sterrenstelsels terecht gekomen zijn – in het lokale universum vinden wij ze niet. Mogelijk zijn de ultracompacte stelsels de “zaden” geweest van de elliptische reuzenstelsels van vandaag de dag. Wordt ongetwijfeld vervolgd. Bron: Niels Bohr Institute.

Speak Your Mind

*

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