23 juni 2024

Ook sterrenstelsels ‘ademen’ en doen ze dat niet dan houdt de stervorming op en zijn ze dood

Stervorming in sterrenstelsels wordt gevoed door gigantische gasstromen vanuit het IGM. Credit: ESA–AOES Medialab.

In het vroege heelal – pakweg 13 miljard jaar geleden – was er alleen maar gas in het heelal, vooral waterstofgas, bestaande uit het lichtste element dat er is. Vandaag de dag zijn er miljarden sterrenstelsels met daarin miljarden sterren, maar desondanks is nog steeds de hoofdmoot van de gewone materie…. gas. En de sterrenstelsels ‘ademen’ gas, zoals wij mensen dat ook doen met zuurstof. Er is een voortdurende keten van gas dat heen en weer gaat – koud gas dat vanuit het intergalactische medium (IGM) naar de sterrenstelsels toe beweegt (en dan met name via de centrale balken, zoals vorige week Françoise Combes in haar Oortlezing liet zien) en warm gas dat vanuit het centrale deel van de sterrenstelsels via jets of straalstromen of via winden van exploderende supernova het circumgalactische medium instroomt. De CGM is veel kleiner en ichtzwakker dan de IGM en toch hebben ze de beweging van het gas erin kunnen traceren dankzij licht van er achter liggende sterrenstelsels, waarvan het licht het gas in het CGM passeert – zie de afbeelding hieronder die dat illustreert.

Credit: Tumlinson et al. 2107

Verschil tussen het gas dat van het IGM naar de sterrenstelsels beweegt en gas dan de andere kant uit gaat is niet alleen de temperatuur (het ene koud, het andere warm/heet), maar ook de metalliciteit. Sterrenkundigen noemen alles wat zwaarder dan helium is een metaal. Het gas dat vanuit het IGM naar de stelsels vliegt bestaat vooral uit waterstof en helium, dus niet-metalen. Gas dat de andere kant op beweegt bevat juist metalen, die gevormd zijn in de sterren. Sterrenstelsels ademen dus koud, metaal-arm gas in, ze blazen warm, metaalrijk gas uit. Dat inademen gebeurt overigens niet alleen met gas vanuit het IGM, ook vanuit het CGM vind er recycling plaats en stroomt er gas naar het sterrenstelsel toe, zoals geïllustreerd hieronder.

De gasstromen in en uit het sterrenstelsel. Credit: Tumlinson et al. 2017

Stopt dit proces, dus houdt het ademen van het sterrenstelsel op dan is er sprake van wat sterrenkundigen ‘quenching’ noemen en dan stopt ook de stervorming in het sterrenstelsel. Want stervorming staat en valt bij de levering van koud waterstofgas, dat is dé brandstof voor nieuwe sterren. Stopt de stervorming dan zijn de stelsels dood, ‘quiescent’ stelsels zoals ze dan worden genoemd. Dergelijke stelsels komen te bestaan uit vooral oude, rode sterren en dan spreekt men ook wel van ‘red and dead’.

Al wat hierboven is geschetst is uiteraard nagerekend en via simulaties vergeleken met de waarnemingen die zijn gedaan aan sterrenstelsels. In de video hierboven zie je delen uit zo’n simulatie, de FIRE: Feedback In Realistic Environments simulatie en daarin is het ademen van de sterrenstelsels gedurende miljarden jaren nagebootst. Bron: Phys.org.

Share

Speak Your Mind

*