24 april 2024

Voor het eerst is de ruimtelijke vorm van M87 gemeten

Het reusachtige sterrenstelsel M87, op 55 miljoen lichtjaar van de aarde. (NASA, ESA & Hubble Heritage Team).

M87 is het bekende grote elliptische sterrenstelsel, dat niet alleen het centrale stelsel van de Virgocluster van sterrenstelsels vormt, maar dat ook het superzware zwarte gat M87* in z’n kern heeft, het zwarte gat dat als eerste met de EHT is gefotografeerd en waarvan deze week een verbeterde foto werd gepubliceerd. Nu is een team van sterrenkundigen onder leiding van Emily Liepold (UC Berkeley) er voor het eerst in geslaagd om de vorm van M87 te meten. Op foto’s zien we het stelsel altijd als een wazige vlek aan de hemel, die naar het midden toe steeds helderder wordt en met een straalstroom, die vanuit de kern naar de rand schiet. Recente waarnemingen aan M87 gedaan met het W. M. Keck Observatorium op de Mauna Kea op Hawaï laten nu zien dat M87 niet symmetrisch rond (of sferisch) is, maar meer langwerpig, zoals de vorm van een aardappel (’triaxaal’ zoals ze dat noemen). De kortste as van M87 is 72,2% zo groot als de langste as, terwijl de middelste as 84,5% zo lang als de langste as is.

und a hive. This created a three-dimensional view of how stars are distributed within the galaxy. Credit: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI), Frank Summers (STScI), Chung-Pei Ma (UC Berkeley)

Met het Keck Cosmic Web Imager (KCWI) instrument was men in staat om van M87 driedimensionale foto’s te maken, waarbij ze niet alleen de positie van sterren in M87 konden vastleggen, maar ook hun beweging. Alle sterren draaien in een baan om Pōwehi, zoals M87* ook wel wordt genoemd, en dankzij die waarnemingen kon men ook de massa van Pōwehi bepalen: 5,4 miljard keer de massa van de zon. Dat is minder dan de 6,5 miljard zonsmassa, die men eerder vaststelde op grond van de waarnemingen met de EHT. In de afbeelding hierboven rechts zie je de vorm van M87, zoals bepaald met de beweging van sterren in het stelsel.

De gemeten snelheid van sterren in M87. Blauw is naar ons toe, rood van ons vandaan. Credit: Emily Liepold, Chung-Pei Ma and Jonelle Walsh

Met de Keck II telescoop kon men op 62 lokaties in M87, gelegen in een gebied rondom Pōwehi dat 70.000 lichtjaar groot is, de beweging van de sterren vastleggen, een beetje á la bijen die in een zwerm in een bijenkorf aan het vliegen zijn. De centrale 3000 lichtjaar van het gebied worden beheerst door de zwaartekrachtsinvloed van Pōwehi. De rotatiesnelheid van M87 blijkt 25 km/s te zijn, hetgeen niet buitengewoon hoog is. Ook was men in staat de hoeveelheid donkere materie in M87 te meten: dat blijkt 388 miljard zonsmassa bij elkaar te zijn, da’s zo’n 67% van de totale massa van M87.

Meer informatie vind je in het vakartikel Keck Integral-Field Spectroscopy of M87 Reveals an Intrinsically Triaxial Galaxy and a Revised Black Hole Mass (ApJ Letters).

Bron: Berkeley.

Share

Speak Your Mind

*