26 mei 2020

Jonge Melkweg slokt Gigant op

Beelden uit een simulatie die laat zien hoe Gaia-Enceladus (rood) in de Melkweg (wit) is opgegaan. Credit: H.H. Koppelman, A. Villalobos en A. Helmi.

Een team onder leiding van de Groningse astronoom Amina Helmi heeft met ESA’s Gaia-satelliet ontdekt dat ons sterrenstelsel, de Melkweg, niet in zijn eentje is gevormd maar in zijn vroege jeugd is samengesmolten met een ander groot stelsel. De aanwijzingen voor deze gebeurtenis lagen voor het oprapen in onze directe galactische omgeving, maar voor het zichtbaar maken ervan was de buitengewone gevoeligheid van Gaia nodig. De ontdekking wordt op 1 november 2018 gepubliceerd in Nature.

Gaia meet de positie, beweging en helderheid van sterren met een nauwkeurigheid die voorheen niet kon worden bereikt. De astronomen gebruikten 22 maanden aan waarnemingen en keken naar de 7 miljoen sterren waarvan de 3D-posities en -snelheden beschikbaar zijn. Ze ontdekten dat 33.000 van deze door de Melkweg bewegende sterren tot een opvallende collectie behoren.

De verzameling sterren omringt ons, ‘vermengd’ met de andere sterren, en een deel ervan passeert momenteel de omgeving van ons zonnestelsel. Ze vielen op in de Gaia-data door hun langgerekte banen in precies de tegenovergestelde richting van die van de andere honderden miljarden sterren in de Melkweg, waaronder onze zon.

Het enorme aantal sterren met afwijkend gedrag intrigeerde de astronomen en zij vermoedden dat dit iets met de ontstaansgeschiedenis van ons sterrenstelsel te maken zou kunnen hebben. Daarop hebben ze eerdere simulaties van het fuseren van twee grote sterrenstelsels vergeleken met de waarnemingen van Gaia, en die komen met elkaar overeen. Eerste auteur Amina Helmi: “De verzameling sterren die we met Gaia hebben gevonden heeft alle kenmerken die horen bij de overblijfselen van een galactische versmelting.”

Vergelijking van een still uit de simulatie (links) met een artistieke impressie van de Gigant Enceladus die wordt verzwolgen door de Melkweg (rechts). Credit links: H.H. Koppelman, A. Villalobos, A. Helmi. Credit rechts: R. van der Woude, A. Helmi, Coyau (Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0), NASA/STScI. (samengesteld uit: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Parc_de_Versailles,_Bosquet_de_l’Encelade,_bassin_03.jpg) en http://hubblesite.org/image/3586/gallery)

De sterren behoorden dus ooit tot een ander sterrenstelsel, dat is opgeslokt door de Melkweg. Ze vormen nu het grootste deel van de binnenste halo, een gebied met oude sterren dat de centrale verdikking en de schijf van de Melkweg omgeeft. De galactische schijf zelf bestaat uit twee delen, een dunne en een dikke schijf. De dikke schijf bevat ongeveer 20 procent van de Melkwegsterren. Ten tijde van de botsing waren de sterren die nu in de dikke schijf zitten er al, maar de botsing zorgde ervoor dat de schijf werd opgeschud en dikker werd.

Sterren binnen een sterrenstelsel hebben een unieke chemische samenstelling en als de gevonden ster-collectie inderdaad oorspronkelijk uit een ander stelsel afkomstig is, moet dit in de chemische vingerafdruk van de sterren zijn terug te vinden. Aanvullende informatie uit het APOGEE-survey heeft dit bevestigd.

25 jaar geleden werd tijdens de eerste discussies over de bouw van de Gaia-telescoop het onderzoek naar de ontstaansgeschiedenis van de Melkweg als een van de wetenschappelijke kerndoelen geformuleerd. Coauteur Anthony Brown (Universiteit Leiden, en voorzitter van het Gaia-dataverwerkingsconsortium DPAC): “Deze visie werpt nu zijn vruchten af.”

De astronomen hebben het opgeslokte stelsel Gaia-Enceladus gemunt, naar een van de Giganten in de Griekse mythologie, zoon van Gaia (de oermoeder, de aarde) en Uranus (de personificatie van de hemel).

Als ondersteunend bewijs vonden Helmi en haar team ook nog honderden variabele sterren en 13 bolvormige sterrenhopen die dezelfde banen volgen als de sterren van Gaia-Enceladus, wat erop wijst dat ook zij deel uitmaakten van dat stelsel. Het feit dat zoveel bolhopen met Gaia-Enceladus in verband kunnen worden gebracht, is een extra aanwijzing dat dit ooit een groot sterrenstelsel moet zijn geweest.

Nadere analyse wijst erop dat het stelsel ongeveer zo groot moet zijn geweest als een van de Magelhaense Wolken, ongeveer 10 keer zo klein als de huidige Melkweg. Maar 10 miljard jaar geleden was de Melkweg zelf veel kleiner en daarom wordt de verhouding ten tijde van de versmelting geschat op 4:1.

“Het was een heftige ontmoeting waarbij Enceladus de Melkweg behoorlijk heeft opgeschud. Dit heeft geleid heeft tot de vorming van de dikke schijf, waarvan de oorsprong tot nu toe onbekend was”, besluit Helmi. Bron: Astronomie.nl.

Speak Your Mind

*

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