28 november 2022

‘Spin-flips’ laten zien hoe sterrenstelsels groeien uit het kosmische web

Credit: Hyper Supreme-Cam Subaru and Pan-STARSS

Er lijkt een verband te zijn tussen de rotatieas van sterrenstelsels en het kosmische web, de grootschalige structuur van filamenten van sterrenstelsels, die de donkere materie als ‘kosmisch geraamte’ heeft.  Dat kosmische web is eerder al in beeld gebracht, onder andere door Hubble, en het omvat clusters van sterrenstelsels (en de onzichtbare donkere materie daarin) die in langgerekte filamenten de grootschalige structuren van het heelal vormen. Nieuw onderzoek lijkt nu uit te wijzen dat sterrenstelsels met grotere centrale verdikkingen (zie hierna) de neiging hebben om loodrecht te draaien op de filamenten waarin ze zijn ingebed, terwijl sterrenstelsels met kleinere verdikkingen de neiging hebben parallel aan deze filamenten te draaien. Sterrenstelsels bestaan grosse modo uit twee delen: een brede platte schijf waarin gaswolken samentrekken tot nieuwe sterren en een centrale verdikking (Engels: ‘bulge’) van voornamelijk oudere sterren die geleidelijk in omvang toeneemt – zie de afbeelding hieronder.

Illustratie van de centrale verdikking en platte schijf van een sterrenstelsel. Credit: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt

Stefania Barsanti (Australian National University) en haar team hebben in het kader van de SAMI Galaxy Survey tussen 2013 en 20202 3.068 sterrenstelsels bestudeerd, waarbij ze gebruik maakten van de SAMI spectroscoop, een instrument om de spectra van sterrenstelsels te bestuderen, verbonden aan de 3,9-meter Anglo Australian Telescope (AAT) in Siding Spring, New South Wales, Australië.

Het onderzoek aan die stelsels laat zien dat stelsels met een kleine verdikking de neiging hebben om hun rotatieas evenwijdig aan het dichtstbijzijnde filament te hebben. Dit komt omdat ze voornamelijk worden gevormd door gas dat op het filament valt en ‘het oprolt’. De centrale verdikkingen van sterrenstelsels groeien wanneer sterrenstelsels samensmelten, meestal als ze langs de filamenten bewegen. Daarmee hebben samengesmolten sterrenstelsels ook de neiging om de uitlijning tussen de de rotatieas en het filament van parallel naar loodrecht te draaien, iets dat ze een ‘spin-flip’ noemen. De botsingen en daaorpvolgende ‘fusies’ zijn waarschijnlijker als sterrenstelsels langs de filamenten naar elkaar toe bewegen en de richting van deze fusies drijft de spin-flip aan. Computersimulaties hadden eerder al aangegeven dat die spin-flips voorkomen, maar nu is het voor het eerst ook daadwerkelijk waargenomen, danzkij de verbeterde spectroscopen. Met de opvolger van SAMI, dat is de Hector Galaxy Survey, mét een nog betere spectroscoop, willen ze het onderzoek verder gaan doen en wel met tien keer zo veel sterrenstelsels als waar SAMI naar gekeken heeft.

Filamenten in het heelal, in beeld gebracht met de ‘all-sky 2MASS XSCz infrared survey’. Credit: Tom Jarrett, IPAC, Caltech.

Meer informatie is te vinden in het artikel van Stefania Barsanti et al, The SAMI Galaxy Survey: flipping of the spin-filament alignment correlates most strongly with growth of the bulgeMonthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022).

Bron: Phys.org.

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: