22 september 2021

Gloednieuwe techniek werpt meer licht op de vorming van de jonge Melkweg en ontdekt ‘gemigreerde’ sterren

Een internationaal team astrofysici heeft met behulp van een gloednieuwe techniek – asteroseismologie gecombineerd met spectroscopie – de ouderdom van 100 Rode reuzen in de Melkweg nauwkeurig weten vast te stellen. Daarbij ontdekte het team dat een aantal van deze reuzensterren helemaal niet afkomstig is uit onze Melkweg. Het zijn, zeg maar, ‘gemigreerde’ sterren uit een ander sterrenstelsel, i.d. het satellietstelsel ‘Gaia-Enceladus’. In zijn geheel levert het onderzoek het beste bewijs tot nu toe voor de timing hoe onze vroege Melkweg samenkwam, inclusief de fusie zo’n 10 miljard jaar geleden van de Melkweg met dit dwergstelsel ‘Gaia-Enceladus’. Het wetenschappelijk paper van het onderzoek, werd op 17 mei j.l. gepubliceerd in Nature Astronomy. Onderzoeksleider en eerste auteur is Dr. Josefina Montalbán van de Universiteit van Birmingham.

Infraroodbeeld van sterren in het centrum van de Melkweg (Spitzer). Infrarood-observaties ‘kijken’ achter de gaswolken. Ong. 10 miljoen sterren zijn er binnen 3,3 lj van het galactische centrum. Deze worden gedomineerd door Rode reuzen, dezelfde soort oude sterren die in dit onderzoek uit een ander sterrenstelsel blijken te komen. Afbeelding via NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (SSC/Caltech).

Montalbán stelt dat de samensmelting met Gaia-Enceladus beschouwd wordt als een van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van de Melkweg, die gebeurtenis heeft vorm gegeven aan hoe we de Melkweg vandaag de dag waarnemen. Wat betekent de vondst van deze ‘gemigreerde’ sterren? Co-auteur Fiorenzo Vincenzo stelt: “Ons bewijs suggereert dat toen de fusie met een dwergstelsel plaatsvond, de Melkweg al een grote populatie van zijn eigen sterren had gevormd.” De fusie met Gaia- Enceladus vond zo een 8 tot 11 miljard jaar geleden plaats. Daarentegen is de leeftijd van de Melkweg ongeveer 13,6 miljard jaar. Deze fusie gebeurde dus vroeg in de geschiedenis van het Melkwegstelsel. Vincenzo vervolgt: “Veel van die ‘eigengemaakte’ sterren kwamen terecht in de dikke schijf in het midden van de Melkweg, terwijl de meeste sterren die werden gevangen vanuit Gaia-Enceladus zich in de buitenste halo van de Melkweg bevinden.” Door het berekenen van de leeftijd van de sterren, kon men nu voor het eerst vaststellen dat de sterren die zijn ingevangen vanaf Gaia-Enceladu,s een vergelijkbare of iets jongere leeftijd hebben vergeleken met de meeste sterren die in de Melkweg zijn ‘geboren’. De botsing van zo een 10 miljard jaar geleden, was een ‘gewelddadige’ aangelegenheid, Vincenzo stelt: “De resultaten toonden aan dat de fusie de banen van de sterren die zich al in de Melkweg bevonden, deed veranderen, ze werden excentrieker.” Ook bleek de chemische samenstelling van de ‘gemigreerde’ sterren anders te zijn.

Artistieke impressie van de galactische schijf Credits: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt

Hoe vond men deze sterren? Het team nam een willekeurig hondertal oude sterren die met de Kepler telescoop zijn waargenomen, het betrof rode reuzen, sterren in hun laatste ‘levensfase’. M.b.v. data van Kepler, de Gaia-satelliet en de APOGEE, paste men de techniek van de asteroseismologie toe (de studie van de manier waarop sterren oscilleren vergelijkbaar met helioseismologie die de zonnetrillingen bestudeert). D.w.z. de techniek meet regelmatige variaties binnen de ster. Door te leren hoe een ster oscilleert, verkrijgt men informatie over de grootte en interne structuur van een ster, waardoor ze op hun beurt de leeftijd van de ster kunnen schatten. Teamlid Mathieu Vrard, Ohio State University, stelt: “De techniek stelt ons in staat om zeer precieze leeftijden voor de sterren, die belangrijk zijn bij het bepalen van de chronologie van wanneer gebeurtenissen plaatsvonden in de vroege Melkweg. Spectroscopisch onderzoek deed men om de chemische samenstelling van de sterren te achterhalen. Dit helpt ook bij het bepalen van de leeftijd, en in combinatie hielp dit de leeftijden van de sterren te bepalen met een ongekende precisie. De astronomen merkten op dat een aantal van hen even oud was, en dat deze leeftijd iets jonger was dan de meeste van de sterren waarvan men weet dat ze hun leven begonnen in de Melkweg. Teamlid Andrea Miglio voegde toe: “We hebben het enorme potentieel van asteroseismologie in combinatie met spectroscopie laten zien om nauwkeurige relatieve leeftijden te bepalen voor individuele, zeer oude sterren. Alles bij elkaar dragen deze metingen bij aan een scherpere kijk op de jonge Melkweg en beloven ze een mooie toekomst voor [Melkweg] archeoastronomie.” Nu willen de onderzoekers hun benadering toepassen op grotere aantallen sterren om een nog beter zicht op de vorming van de Melkweg te krijgen. Bronnen: Ohio State University, EarthSky, Universiteit van Birmingham, ESA

Speak Your Mind

*

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