30 september 2020

Kosmische tsunami wekt comateuze sterrenstelsels

Een met een radiotelescoop gemaakte afbeelding van het bovenste stuk van het cluster van sterrenstelsels ‘The Sausage’. De schokgolf is zichtbaar als een helder roze, worstvormige boog (vandaar ook de naam ‘The Sausage’, het worstje). De schokgolf ontstond een miljard jaar geleden toen twee clusters van sterrenstelsels botsten. De golf beweegt met een hoge snelheid van negen miljard kilometer per uur. Credit: Andra Stroe.

Sterrenstelsels bevinden zich vaak in een clusters. In zo’n cluster zijn ook veel slapende stelsels die al lang geen sterren meer vormen. Een internationaal team onder leiding van Andra Stroe (Universiteit Leiden) en David Sobral (Leiden en Lissabon) heeft nu ontdekt dat deze comateuze sterrenstelsels gereanimeerd kunnen worden. Als clusters van sterrenstelsels samensmelten, gaat er zo’n grote schok door het gebied dat een geboortegolf van sterren volgt. De ingeslapen sterrenstelsels krijgen als het ware nieuw leven ingeblazen. De wetenschappers publiceren hun bevindingen op 24 april in twee artikelen [1] in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Een cluster van sterrenstelsels is vergelijkbaar met een stad met inwoners. Duizenden sterrenstelsels bevinden zich net als de inwoners van een stad op een kluitje. Een cluster van stelsels ontstaat in miljarden jaren door kleine clusters die met elkaar versmelten. Net zoals steden in de loop der jaren groeien door kleinere steden en dorpen op te slokken.

Tsunami

Bij het versmelten van clusters van sterrenstelsels komt veel energie vrij. Dat levert een schokgolf op die zich door het cluster voortplant als een tsunami. Tot nu toe was er geen bewijs dat die schokgolf noemenswaardige gevolgen heeft voor de sterrenstelsels in het cluster. De Leidse wetenschappers ontdekten echter dat de schokgolf wel degelijk invloed heeft op de sterrenstelsels.

Een met behulp van verschillende telescopen samengevoegd beeld van het complete cluster van sterrenstelsels CIZA J2242.8+5310 (The Sausage). In de witte cirkels bevinden zich sterrenstelsels die niet bij het cluster horen. In de gele cirkels zijn sterrenstelsels van het cluster te zien waar veel stervorming plaatsvindt. Groen, radiostraling, betekent schokgolven. Paarse markeringen staan voor heet gas dat röntgenstraling uitzendt tussen sterrenstelsels. De andere lichtpunten zijn sterren die zich tussen de aarde en het cluster bevinden. The Sausage is een van de grootste clusters in ons heelal. Credit: Andra Stroe.

Worstvormige structuur

Stroe en Sobral bestudeerden het samensmeltende cluster van sterrenstelsels CIZA J2242.8+5301. Dat cluster is ook bekend onder de bijnaam The Sausage (het worstje), omdat er boven het cluster een worstvormige structuur zichtbaar is. Het cluster bevindt zich op 2,3 miljard lichtjaar van de Aarde in het sterrenbeeld Hagedis. Stroe en Sobral gebruikten de Isaac Newton and William Herschel Telescopen op La Palma en de Subaru, CFHT and Keck Telescopen op Hawaii.

Roeren in de koffie

Stroe licht toe: “De comateuze sterrenstelsels in The Sausage komen weer tot leven en vormen als een waanzinnige sterren. Toen we onze gegevens voor het eerst bestudeerden, konden we simpelweg niet geloven wat we zagen.” Het nieuwe onderzoek duidt erop dat het samengaan van clusters van sterrenstelsels een grote invloed heeft op de vorming van sterren. “Het lijkt alsof je met een lepeltje melk door de koffie roert. De schok van het samensmelten levert een wervelwind op in het galactische gas. Dat zorgt voor een instorting die uiteindelijk leidt tot de vorming van dichte, koude, gaswolken waar stervorming plaatsvindt.” aldus Stroe.

En weer terug in coma

Sobral voegt toe: “Overigens zorgt stervorming met deze snelheid voor veel zeer zware, kortlevende sterren die na een paar miljoen jaar exploderen als supernova’s. Door de explosies verliest het sterrenstelsel een hoop gas. Wat overblijft wordt gebruikt om nieuwe sterren te vormen. Uiteindelijk raakt het sterrenstel snel door zijn brandstof heen en is het sterrenstelsel nog slaperiger dan voordat het uit coma was verwekt. Het sterrenstelsel zakt terug in een nieuw coma en heeft waarschijnlijk weinig kans dat het daar weer uit ontwaakt.”

Vervolg

De volgende stap in het onderzoek is om te kijken of The Sausage uniek is en of deze uitbarstingen van stervorming alleen onder speciale omstandigheden plaatsvinden. Daar willen de onderzoekers de komende tijd achter komen als ze meer clusters van sterrenstelsel gaan onderzoeken. Bron: NOVA.

  1. “The rise and fall of star formation in z ∼ 0.2 merging galaxy clusters”, Andra Stroe, David Sobral, William Dawson, M. James Jee, Henk Hoekstra, David Wittman, Reinout J. van Weeren, Marcus Bruggen and Huub J. A. Rottgering, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Oxford University Press, in press. http://mnras.oxfordjournals.org/lookup/doi/10.1093/mnras/stv521 (vanaf 24 april) http://arxiv.org/pdf/1410.2891v2.pdf (op een na laatste versie) “MC2: boosted AGN and star formation activity in CIZA J2242.8+5301, a massive post-merger cluster at z = 0.19″, David Sobral, Andra Stroe, William A. Dawson, David Wittman, M. James Jee, Huub Rottgering, Reinout J. van Weeren and Marcus Bruggen, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Oxford University Press, in press.http://mnras.oxfordjournals.org/lookup/doi/10.1093/mnras/stu2519 (vanaf 24 april) http://arxiv.org/pdf/1503.02076v1.pdf (op een na laatste versie). []

Speak Your Mind

*

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