Het elliptische reuzenstelsel Centaurus A (NGC 5128) en zijn vreemde bolvormige sterrenhopen. Credit:ESO/Digitized Sky Survey. Acknowledgement: Davide de Martin
Bij waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope in Chili is een nieuw klasse van ‘donkere’ bolvormige sterrenhopen ontdekt rond het reusachtige sterrenstelsel Centaurus A. Deze geheimzinnige objecten lijken op normale sterrenhopen, maar hebben veel meer massa en herbergen ofwel veel donkere materie of bevatten zware zwarte gaten. Geen van beide was verwacht, en een verklaring ontbreekt nog.
Bolvormige sterrenhopen of kortweg bolhopen zijn enorme samenballingen van duizenden sterren die in banen om sterrenstelsels draaien. Ze behoren tot de oudst bekende stersystemen in het heelal en bestaan al bijna zo lang als er sterrenstelsels zijn.
Matt Taylor, promovendus aan het Pontificia Universidad Catolica de Chile (Santiago, Chili) en houder van een ESO-studiebeurs, is hoofdauteur van het nieuwe onderzoek. Hij beschrijft waar het om gaat: ‘Bolhopen en de sterren waaruit zij bestaan spelen een sleutelrol bij het onderzoek van ontstaan en evolutie van sterrenstelsels. Decennialang dachten astronomen dat de sterren waaruit een bolhoop bestaat allemaal even oud zijn en dezelfde chemische samenstelling hebben. Maar inmiddels weten we dat deze objecten vreemder en gecompliceerder zijn.‘
Het vreemde sterrenstelsel Centaurus A in het sterrenbeeld Centaurus. Credit:
ESO, IAU and Sky & Telescope
Het elliptische sterrenstelsel Centaurus A (ook bekend als NGC 5128) is het dichtstbijzijnde reuzenstelsel en herbergt naar schatting 2000 bolhopen. Veel van deze sterrenhopen zijn helderder en zwaarder dan de circa 150 die om onze Melkweg cirkelen.
Matt Taylor en zijn team hebben 125 bolhopen rond Centaurus A aan een van de meest gedetailleerde onderzoeken tot nu toe onderworpen. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van het FLAMES-instrument van ESO’s Very Large Telescope van de Paranal-sterrenwacht in het noorden van Chili [1]Tot nu toe hebben astronomen alleen bolhopen binnen de Lokale Groep zo nauwkeurig onderzocht. De relatief kleine afstanden maken directe metingen van hun massa’s mogelijk. Door naar NGC 5128 te … Lees verder.
Het kolossale elliptische sterrenstelsel NGC 5128 (ook bekend als Centaurus A) is met een afstand van ongeveer 12 miljoen lichtjaar het meest nabije stelsel in zijn soort. Bij waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope in Chili is een nieuw klasse van ‘donkere’ bolvormige sterrenhopen rond dit stelsel ontdekt. Credit: ESO,ESA/Hubble, NASA. Digitized Sky Survey. Acknowledgement: Davide de Martin.
Ze hebben deze waarnemingen gebruikt om de massa’s van de bolhopen te bepalen [2]De FLAMES-waarnemingen verschaffen informatie over de bewegingen van de sterren in de sterrenhopen. Deze baaninformatie is afhankelijk van de sterkte van het zwaartekrachtsveld en kan dus worden … Lees verder en de uitkomsten te vergelijken met de helderheden van de sterrenhopen.
Voor de bolhopen in het nieuwe onderzoek geldt dat de helderdere exemplaren doorgaans meer massa hebben dan je op grond van hun grotere aantallen sterren zou verwachten. Een sterrenhoop die meer sterren bevat is automatisch helderder en zwaarder, maar sommige van deze bolhopen waren veel zwaarder dan ze leken. En nog vreemder was dat naarmate deze ongewone sterrenhopen meer massa hadden, een groter deel van hun materie donker was. Deze sterrenhopen bevatten iets dat donker en verborgen is en veel massa heeft. Maar wat?
Er bestonden diverse mogelijkheden. Hebben de ‘donkere’ sterrenhopen zwarte gaten of andere donkere stellaire overblijfselen in hun kern? Dat kan een deel van de verborgen massa verklaren, maar de onderzoekers zijn tot de conclusie gekomen dat dit niet het complete verhaal kan zijn. Donkere materie dan? Aangenomen wordt dat deze geheimzinnige substantie niet of nauwelijks in bolhopen te vinden is. Maar misschien hebben sommige van deze sterrenhopen, om de een of andere reden, aanzienlijke concentraties van donkere materie in hun kern weten vast te houden. Dat zou de waarnemingen verklaren, maar past niet in de gangbare theorie.
Mede-auteur Thomas Puzia voegt daaraan toe: ‘Onze ontdekking van sterrenhopen met onverwacht veel massa voor het aantal sterren dat ze bevatten, kan erop wijzen dat er diverse soorten bolhopen bestaan, met elk hun eigen ontstaansgeschiedenis. Kennelijk lijken sommige sterrenhopen op doodgewone bolhopen, maar hebben zij onvermoede eigenschappen.‘
Het raadsel van deze objecten is dus nog niet opgelost. Het team is ook betrokken bij een breder onderzoek van andere bolhopen in andere sterrenstelsels, en er zijn enkele intrigerende aanwijzingen gevonden dat ook elders van deze donkere sterrenhopen te vinden zijn.
Matt Taylor vat de stand van zaken samen: ‘We zijn bij toeval op een nieuwe, geheimzinnige klasse van sterrenhopen gestuit. Dit toont aan dat we nog veel moeten leren over de diverse aspecten van de vorming van bolhopen. Het is een belangrijk resultaat en het is nu zaak om meer voorbeelden van donkere sterrenhopen bij andere sterrenstelsels op te sporen.‘ Bron: ESO.
Voetnoten
| ↑1 | Tot nu toe hebben astronomen alleen bolhopen binnen de Lokale Groep zo nauwkeurig onderzocht. De relatief kleine afstanden maken directe metingen van hun massa’s mogelijk. Door naar NGC 5128 te kijken – een solitair, zwaar elliptisch sterrenstelsel dat met een afstand van ongeveer 12 miljoen lichtjaar net buiten de Lokale Groep ligt – en het uiterste van VLT/FLAMES te vergen, konden zij de massa’s schatten van bolvormige sterrenhopen die zich in een compleet andere omgeving bevinden. |
|---|---|
| ↑2 | De FLAMES-waarnemingen verschaffen informatie over de bewegingen van de sterren in de sterrenhopen. Deze baaninformatie is afhankelijk van de sterkte van het zwaartekrachtsveld en kan dus worden gebruikt om de massa van de sterrenhoop te bepalen – astronomen noemen zulke schattingen ‘dynamische massa’s’. De combinatie van het licht-verzamelende vermogen van een 8,2-meter VLT Unit Telescope en FLAMES’ vermogen om meer dan honderd sterrenhopen tegelijk te observeren was cruciaal voor het verzamelen van de voor dit onderzoek noodzakelijke gegevens. |
Ja maar wacht even: er is qua morfologie een flinke overlap tussen bolhopen en sferoidale dwergstelsels. de aanwezigheid van donkere materie werd geacht te bepalen of het een bolhoop of een superklein dwergstelsel is. als bolhopen ook donkere materie hebben, dan zijn bolhopen en dwergstelsels dus helemaal geen compleet gescheiden objecten, maar liggen ze in het verlengde van elkaar (?)
Was het niet zo dat dwergstelsels een onregelmatige vorm hebben, zoals de Magelhaense wolken, en dat bolhopen bolvormige zijn, zoals hun naam al zegt?
Nou toch niet helemaal. Veel “bolhopen” zijn eerder uitgerekt en afgeplat. Verder hebben sommige bolhopen slechts 1 generatie sterren en dit soort bolhopen zijn wellicht het eindresultaat van supersterrenclusters. Echter, bolhopen met meerdere generaties van sterren doen heel erg denken aan sferoidale dwergstelsels – da’s een heel ander dier dan onregelmatige dwergstelsels! De grote astronoom Sidney van den Bergh vermoed dan ook een overlap tussen de twee objecten, waarbij de aanwezigheid van donkere materie het belangrijke verschil vormt. Maar schijnbaar is ook dat criterium geen goede indicator, dus zijn bolhopen en sferoidale dwergstelsels niet persee twee verschillende klassen van objecten.