Hyperlichtsterke ‘Hot DOG’ W0410-0913 en z’n omgeving nauwkeurig bestudeerd met VLT en ALMA

Gebruikmakend van de Very Large Telescope (VLT) en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), beiden in Noord-Chili gesitueerd, hebben sterrenkundigen uitgebreid onderzoek kunnen doen aan het sterrenstelsel genaamd W0410-0913 en z’n omgeving. Met een afstand van maar liefst 12 miljard lichtjaar (roodverschuiving z = 3.631) ligt W0410-0913 zeer ver weg en het is een zeer zwaar hyperlichtsterk stelsel. Het wordt ook wel een dust-obscured galaxy genoemd, afgekort als een “hot DOG” ^[1]Hij heeft nóg een andere kwalificatie: hij wordt als een ‘extreem rode quasar’ beschouwd. Mogelijk dat hij in een later stadium verandert in een ‘normale’ UV-heldere quasar., omdat het omgeven is door een verhullende dichte wolk van stof, die door de opwarming infraroodstraling uitzendt. De afstand van 12 miljard lichtjaar houdt in dat hij al bestond toen het heelal nog maar 1/8e van z’n huidige leeftijd (=13,8 miljard jaar) had, maar desondanks was W0410-0913 al tien keer zo zwaar als het Melkwegstelsel. Dat het stelsel in zo’n vroeg stadium van het heelal al zo groot was komt vermoedelijk door zijn interactie met andere sterrenstelsels, die na botsingen worden opgeslokt en die het grotere stelsel met daarin een superzwaar zwart gat nog groter maken. Vandaar dat de sterrenkundigen geïnteresseerd waren in W0410-0913 én z’n directe omgeving van nabije sterrenstelsels. Daarom bestudeerden Michele Ginolfi (ESO, Garching) en haar team W0410-0913 met het MUSE instrument verbonden aan de VLT én met ALMA om meer te weten te komen over de interactie van deze hot DOG met de stelsels in de buurt. En wat blijkt: W0410-0913 is inderdaad omgeven door veel kleinere sterrenstelsels, om precies te zijn 24 stuks.

De dichtheid van materie in de buurt van W0410-0913 is tien keer hoger dan de gemiddelde dichtheid in het heelal. Toch is dat niet wat de sterrenkundigen hadden verwacht: in de buurt van hot DOG’s verwachten ze een nóg hogere dichtheid. Bovendien hadden ze verwacht dat door de interactie als gevolg van de zwaartekracht tussen W0410-0913 en de stelsels in de buurt er een grote chaos zou zijn van bewegingen van gas en sterren. Maar die chaos is er niet. Door met ALMA het koolmonoxidegas in W0410-0913 te bestuderen zagen ze dat het gas heel geordend om het centrale zwarte gat draait, niets van chaos bespeurend. Het gas beweegt met een snelheid van zo’n 500 km/s keurig netjes om het zwarte gat heen. Hier het vakartikel van Ginolfi et al, dat Michele Ginolfi wist enkele minuten voor de sluiting van het tijdschrift Nature Communications (2022) per telefoon wist in te dienen omdat haar auto vast zat in het verkeer in Rome. Bron: Phys.org.