Een afbeelding van een kunstenaar van het helderste bekende sterrenstelsel, WISE J224607.57-052635.0, en de drie bijbehorende sterrenstelsels waaruit het materiaal verwijdert.
(Afbeelding: © NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)
Het meest heldere sterrenstelsel dat bekend is, lijkt drie kleinere sterrenstelsels tegelijkertijd te hebben verslonden, en onthulde details over waarom het zo helder scheen.
Deze ontdekking kan helpen verklaren hoe de gigantische zwarte gaten achter dergelijke buitengewone lichtshows vroeg in de kosmische geschiedenis buitengewoon grote afmetingen bereikten, aldus de nieuwe studie.
Superzware zwarte gaten met massa's van miljoenen tot miljarden keren die van de zon liggen op de loer in de centra van de meeste, zo niet alle, sterrenstelsels. Wanneer deze reuzen materie verslinden, suggereerde eerder onderzoek dat ze buitengewoon grote hoeveelheden licht afgeven en waarschijnlijk de drijvende kracht zijn achter quasars - vlammende dynamo's die tot de helderste objecten in het universum behoren. [Zie de machtige quasar: de wetenschap achter deze galactische vuurtorens]
Astronomen kunnen quasars zien die vanuit de verste uithoeken van de kosmos schijnen, waardoor ze tot de verste objecten behoren. De verste quasars zijn ook de vroegste quasars die in het universum zijn gevormd - hoe verder weg een quasar, hoe meer tijd het licht nodig had om de aarde te bereiken.
Uitleggen hoe zwarte gaten genoeg materie hadden kunnen verslinden om al vroeg in de kosmische geschiedenis superzware afmetingen te bereiken, bleek buitengewoon uitdagend te zijn voor wetenschappers. Als zodanig willen onderzoekers zoveel mogelijk vroege quasars onderzoeken om meer te leren over hun groei.
Voor deze nieuwe studie concentreerden wetenschappers zich op de quasar WISE J224607.57-052635.0, op ongeveer 25 miljard lichtjaar van de aarde. Dit sterrenstelsel is relatief klein - slechts ongeveer een tiende zo breed als de Melkweg, vertelde hoofdauteur Tanio Díaz Santos, een astrofysicus aan de Diego Portales Universiteit in Santiago, Chili, aan Space.com.
Deze kleine, stoffige quasar is echter het meest lichtgevende sterrenstelsel dat we kennen. Het brandt ongeveer 10.000 keer helderder dan de Melkweg en meer dan 100 biljoen keer helderder dan de zon, zegt co-auteur Andrew Blain, een astrofysicus aan de Universiteit van Leicester in Engeland, tegen Space.com.
WISE J224607.57−052635.0 is ook een van de vroegst bekende quasars, die 12,4 miljard jaar oud is, slechts 1,3 miljard jaar nadat het universum werd geboren in de Big Bang. WISE J224607.57-050535.0 en zijn broeders staan samen bekend als hete, door stof verduisterde sterrenstelsels, of kortweg Hot DOG's, aldus de onderzoekers.
De wetenschappers analyseerden WISE J224607.57-050535.0 met behulp van de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -telescoop in Chili en de Karl G. Jansky Very Large Array in New Mexico. Ze hebben hun bevindingen vandaag (15 november) online gepubliceerd in het tijdschrift Science.
De groep van Blain ontdekte drie kleine sterrenstelsels die met de quasar verbonden waren via bruggen van koolstofrijk stof, vergelijkbaar met dieselroet. 'Deze sterrenstelsels en bruggen strekken zich uit over een gebied rond W2246 dat ongeveer overeenkomt met de grootte van de Melkweg', zei Blain.
De hoeveelheid stof in de quasar alleen al was gelijk aan 1,7 miljard keer de massa van de zon, en de satellietstelsels bevatten in totaal minstens zoveel stof. "We denken dat dit de eerste detectie is van stoffige streamers die sterrenstelsels verbinden tijdens een meervoudige fusie-gebeurtenis op zo'n vroege kosmische tijd", zei Díaz.
De elementen in dit stof worden geproduceerd en verspreid rond sterrenstelsels door kernreacties binnen gigantische sterren. Dit suggereert dat het gas dat rond deze quasar werd gezien, in verband werd gebracht met stervorming voordat het dramatisch oplichtte, een bevinding die zou kunnen helpen verlichten hoe gas en stof helpen bij het bouwen van sterrenstelsels, zei Blain.
De onderzoekers suggereren dat fusies tussen sterrenstelsels en kleinere metgezellen niet alleen de grondstof leveren om heldere quasars aan te drijven, maar ook grote hoeveelheden stof opleveren om het te verdoezelen. Als zodanig zouden deze bevindingen kunnen helpen het uiterlijk van deze heldere, stoffige sterrenstelsels vroeg in de kosmische geschiedenis te verklaren, zeiden ze.
