Ongeveer tien jaar geleden stuitten standaard kosmologische modellen op een klein probleem wanneer ze werden toegepast op de Melkweg ... ontbrekende satellietstelsels. Dus wat is er gebeurd met de andere 480 die daar zou moeten zijn? Of ze bestaan niet - of we kunnen ze om de een of andere reden niet zien. Dankzij onderzoek van het LIDAU-project en twee onderzoekers van Observatoire Astronomique de Strasbourg hebben we misschien wel een antwoord.
Ongeveer 150 miljoen jaar na de oerknal begonnen de eerste sterren van het heelal te verschijnen uit het koude, elektrisch neutrale waterstof- en heliumgas dat het vulde. Terwijl hun intense licht door de waterstofatomen sneed, bracht het ze terug naar hun plasmastatus in een proces dat reionisatie wordt genoemd. Vanaf dat moment begonnen de dingen echt op te warmen ... gas begon te ontsnappen aan de zwaartekracht van sterrenstelsels met een lage massa en als gevolg daarvan verloren ze hun stervormingsvermogen. Door de waarneembare gevolgen van dit proces te berekenen, hebben Pierre Ocvirk en Dominique Aubert aangetoond dat de eerste sterren van de Melkweg de kracht van reionisatie hadden en dat het 'inderdaad een essentieel proces is in het standaardmodel van de vorming van sterrenstelsels'. Deze toestand van fotoverdamping verklaart netjes de spaarzaamheid en de leeftijd van metgezellen in de Melkweg en geeft aan waarom satellietstelsels in deze buurt zeldzaam zijn.
“Aan de andere kant betekent hun gevoeligheid voor UV-straling dat satellietstelsels goede sondes zijn van het reionisatie-tijdperk. Bovendien zijn ze relatief dichtbij, van 30000 tot 900000 lichtjaar, waardoor we ze tot in detail kunnen bestuderen, vooral met de komende generatie telescopen. ” zegt Ocvirk. "Met name de studie van hun stellaire inhoud met betrekking tot hun positie zou ons een kostbaar inzicht kunnen geven in de structuur van het lokale UV-stralingsveld tijdens de reionisatie."
Volgens de huidige theorie werd deze fotoverdamping eenvoudigweg veroorzaakt door nabije sterrenstelsels, wat resulteerde in een uniforme gebeurtenis - maar het nieuwe model van de twee Franse onderzoekers bewijst dat deze veronderstelling onjuist is. Hun numerieke simulatie met hoge resolutie verklaart de dynamiek van de donkere materie-halo's van begin tot eind, evenals hun resulterende door gas beïnvloede stervorming en UV-straling.
'Het is voor het eerst dat een model het effect van de straling van de eerste sterren die zich in het centrum van de Melkweg vormen, op zijn satellietstelsels verklaart. In tegenstelling tot eerdere modellen is het in deze configuratie geproduceerde stralingsveld inderdaad niet uniform, maar neemt het in intensiteit af naarmate men zich van de bron verwijdert. ” legt Ocvirk uit. “Aan de ene kant zien de satellietstelsels nabij het galactische centrum hun gas heel snel verdampen. Ze vormen zo weinig sterren dat ze met huidige telescopen niet waarneembaar zijn. Aan de andere kant ervaren de meer afgelegen satellietstelsels gemiddeld een zwakkere straling. Daardoor slagen ze erin hun gas langer vast te houden en meer sterren te vormen. Als gevolg hiervan zijn ze gemakkelijker te detecteren en talrijker. ”
Waar voldeden de aanvankelijke veronderstellingen niet? In eerdere modellen werd gedacht dat reionisatie plaatsvond op een gelijkmatig verdeelde UV-achtergrond, maar de eerste sterren van de MIlky Way hadden hun schade al veroorzaakt door het consumeren van zijn satellieten. Zoals de studie suggereert, is ons eigen sterrenstelsel verantwoordelijk voor het ontbreken van kleinere metgezellen.
Zegt Ocvirk; “Dit nieuwe scenario heeft grote gevolgen voor de vorming van sterrenstelsels en de interpretatie van de komende grote astronomische onderzoeken. Satellietstelsels worden inderdaad beïnvloed door het getijdenveld van ons sterrenstelsel en kunnen langzaam worden verteerd in de stellaire halo van ons sterrenstelsel. Ze kunnen ook worden uitgerekt tot filamenten en stellaire stromen vormen. '
Het is een zeer interessant nieuw concept en zal een van de belangrijkste wetenschappelijke doelen zijn van de Gaia-ruimtemissie, die gepland is voor lancering in 2013. Tot die tijd zal het Observatoire Astronomique de Strasbourg team blijven streven naar een beter begrip van stralingsprocessen tijdens reionisatie.
Oorspronkelijk verhaal Bron: Observatoire Astronomique de Strasbourg Persbericht. Voor verder lezen: een handtekening van de interne reionisatie van de Melkweg en LIDAU-samenwerking (Light In the Dark Ages of the Universe).
