4 juni 2020

Zwaar roterend schijfstelsel door ALMA waargenomen in het vroege heelal

Impressie van de Wolfe Schijf. Credit: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Sterrenkundigen hebben met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili in het vroege heelal een zwaar sterrenstelsel ontdekt dat een platte, roterende schijf heeft. Het heelal is ongeveer 13,8 miljard jaar oud en DLA0817g, bijgenaamd de ‘Wolfe Schijf’, bestond al toen het heelal nog maar tien procent van z’n huidige leeftijd had. Met ALMA was men in staat te meten dat de Wolfe Schijf, genoemd naar de sterrenkundige wijlen Arthur M. Wolfe, met een snelheid van 272 km/s roteert. De massa van het stelsel wordt geschat op zo’n 72 miljard zonsmassa. Daarmee is het het verst verwijderde roterende sterrenstelsel dat nu bekend is. Dat bevestigt de ontdekking van roterende stelsels in het vroege heelal, die een maand geleden bekend werd gemaakt en die met ALPINE was gedaan, dat ook op onderzoek met ALMA is gebaseerd. De ontdekking van de massarijke en roterende Wolfe Schijf in zo’n vroeg stadium van de evolutie van het heelal stelt de sterrenkundigen wel voor een probleem: hoe zijn dit soort sterrenstelsels al zo vroeg ontstaan? In de meeste modellen van ontstaan en ontwikkeling van sterrenstelsels heb je pas zware ‘volwassen’ sterrenstelsels zo’n zes miljard jaar na de oerknal. Maar ze ontstaan kennelijk al veel eerder.

De Wolfe Schijf waargenomen met ALMA en Hubble rechts en met de VLA en Hubble links. Credit: LMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Neeleman; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; NASA/ESA Hubble

Marcel Neeleman (Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg, Duitsland) en z’n team denken dat het mechanisme waardoor dit soort stelsels al zo vroeg konden ontstaan door de zogeheten ‘accretie van koud gas’. Bij de vorming van sterrenstelsels speelt volgens sterrenkundigen donkere materie een belangrijke rol, een vorm van materie die alleen via de zwaartekracht reageert en die als een kosmisch web van lange filamenten opgebouwd is. Met twee recent gevoerde simulaties (Auriga en TNG50) kon men zien dat als koud gas langs die filamenten naar een sterrenstelsel in wording stroomt het gas koud genoeg blijft om het stelsel snel te laten groeien, da’s de koude accretie. Een ander model zegt dat sterrenstelsels groeien door samensmeltingen van kleinere stelsels, maar probleem daarvan is dat gas te snel verhit en dat verhinderd de stervorming en een snelle groei van het sterrenstelsel. De koude accretie heeft dat probleem niet en dan kunnen stelsels veel sneller groeien. Een impressie van die toevoer van koud gas langs de filamenten zie je hieronder.

Credit: ESA/AOES Medialab

Een vakartikel over de ontdekking van de Wolfe Schijf verscheen in Nature deze week.

Bron: MPI.

Comments

  1. De nadruk wordt nogal gelegd op roterende sterrenstelsels, maar bestaan er dan ook NIET roterende sterrenstelsels? Volgens bijgaand artikel maken alle stelsels, ongeacht hun massa eens per miljard jaar een volle omwenteling omdat de perifere snelheid voor alle stelsels blijkbaar constant is.
    https://phys.org/news/2018-03-astronomers-galaxies-clockwork.html
    Zoals bekend draaien vrijwel alle (platte) stelsels door duistere krachten op 5 kpc vanaf het centrum tot aan hun maximale omvang met een vaste gemiddelde snelheid van ca. 250 km/s. Niet roterende sterrenstelsels kunnen m.i. niet bestaan omdat die door zwaartekracht direct instorten.

    • Nou ja, je hebt natuurlijk meer vormen dan spiraal (zoals elliptisch) en die hebben geen roterende schijf. Zo te zien gaat het dan ook om de goed ontwikkelde schijf waarvan de rotatiesnelheid verbaast; dat kan alleen met genoeg massa en het is een beetje een raadsel hoe snel die massa zich tot zo’n volwassen schijf heeft gevormd in zo’n korte tijd.

      Sterrenstelsels op die afstand/tijd zijn meestal een beetje grof, blobbig. Een stelsel met een goed ontwikkkelde schijf verwacht je nog niet zo vroeg vanwege de manier waarop we denken dat die zich vormen. Spannend dus 🙂

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: