De Hubble-ruimtetelescoop heeft ons een prachtig beeld gegeven van het gestreepte spiraalstelsel NGC 7773. Dit is een klassiek sterrenstelsel van dit type en benadrukt de heldere balk met geconcentreerde sterren die de statige spiraalarmen van het sterrenstelsel verankert. Het werd vastgelegd met de Hubble's werkpaard Wide Field Camera 3 (WFC3.)
NGC 7773 is bijna 400 miljoen lichtjaar verwijderd in het sterrenbeeld Pegasus. We weten er al lang van. Het werd in 1790 ontdekt door William Herschel, een collega die bekend is bij liefhebbers van astronomie. Herschel ontdekte Uranus, evenals vele andere sterrenstelsels, sterrenhopen en nevels.
De naam ‘verjaard spiraalstelsel’ behoeft niet al te veel uitleg. Spiraalstelsels zijn elk schoolkind bekend en het uitgesloten type is waarschijnlijk slechts een ouder, volwassener spiraalstelsel. De heldere balk is een gebied met geconcentreerde sterren en stergeboortes.
Bij jongere spiraalstelsels ontbreekt de heldere balk in het midden. Astronomen zijn er vrij zeker van dat naarmate het spiraalstelsel veroudert, stervormend gas naar het centrum wordt getrokken, waar het samensmelt tot sterren. In die sterrenkwekerij zijn jonge sterren vanuit ons verre standpunt zo helder dat het moeilijk is om individuele sterren te onderscheiden.
Vergrendelde spiraalstelsels zijn niet zeldzaam en de Hubble-telescoop en andere telescopen hebben er in de loop der jaren nogal wat van in beeld gebracht.
Dit zijn prachtige, ontzagwekkende structuren. Het fascinerende aan hen is dat we heel goed in een van deze gigantische schoonheden kunnen leven. We weten dat de Melkweg een spiraalstelsel is, en in de jaren zestig begonnen we te vermoeden dat het een balkspiraal was. Vervolgens, in 1975, in een artikel getiteld "Modellen voor de binnenste regionen van de Melkweg", onderzoekt W.L. Peters ontwikkelde een balkspiraalmodel van de Melkweg dat prominente kenmerken van de spiraalarmen van de melkweg verklaarde.
Maar we kunnen de balk niet echt zien. Tenminste niet optisch.
In de jaren tachtig ontdekten radiotelescopen gas in de Melkweg dat zinspeelde op het bestaan van de bar. Vervolgens voegden observaties uit de 2-micron All-Sky Survey (2MASS) in de jaren negentig meer bewijs toe voor de lat. Maar er is ontzettend veel stof om door dat deel van de melkweg te kijken. Astronomen waren niet zeker, maar het bewijs groeide.
In 2003 lanceerde NASA de Spitzer-ruimtetelescoop, een krachtige infraroodtelescoop die beter in het hart van de melkweg kon kijken dan al zijn voorgangers. Een team van astronomen gebruikte de kracht van Spitzer om door het stof te kijken en naar 30 miljoen sterren in het centrale gebied van de Melkweg te kijken. Dit is moeilijk te doen en een van de betrokken astronomen beschreef het als een poging om diep in het bos de grenzen van het bos te vinden.
'Dit is het beste bewijs ooit voor deze lange centrale balk in ons sterrenstelsel', zei Ed Churchwell destijds. Churchwell is een UW-Madison-professor in astronomie en een senior auteur van een paper die het werk in de Astrophysical Journal Letters beschreef.
Hoofdauteur Robert Benjamin, ook van de Universiteit van Wisconsin, voegde eraan toe: 'Tot op heden is dit het beste bewijs voor een lange balk in onze melkweg. Het is moeilijk om met deze gegevens in discussie te gaan. "
Ze hebben definitief bewijs gevonden dat de bar er is en dat deze verder reikt dan eerder werd gedacht. Het bereikt de helft van de afstand van het centrum van de melkweg tot onze zon, ongeveer 27.000 lichtjaar. Ten tijde van de ontdekking zei Churchwell: 'Het is een belangrijk onderdeel van ons sterrenstelsel en is tot nu toe in wezen verborgen gebleven. Het feit dat het groot is, betekent dat het een groot effect zal hebben op de dynamiek van het binnenste deel van ons sterrenstelsel. "
De vraag is: hoe beïnvloedt deze grote structuur het sterrenstelsel? Welke rol speelt het?
In de spiraalarmen, waar we ons hele leven dingen afvragen, draaien de sterren om de paar honderd miljoen jaar rond het galactische centrum. Maar in de bar reizen de sterren over elliptische banen die hen naar en van het galactische centrum brengen, waar het supergrote zwarte gat Boogschutter A-ster zich bevindt. Hoewel de armen veel jonge en blauwe sterren bevatten, bevat de balk meestal oudere, rode sterren.
Churchwell dacht dat de bar als een pad is dat materiaal naar het zwarte gat voert. "Deze balk draagt waarschijnlijk materie naar het centrum van de melkweg en voedt het zwarte gat", vertelde Churchwell Nieuwe wetenschapper in 2005.
Er zijn veel geblokkeerde spiralen, dus het zijn stabiele structuren. In feite is ongeveer tweederde van alle sterrenstelsels uitgesloten spiralen. Maar wat zegt de aanwezigheid van iemand ons over de geschiedenis van de Melkweg en de toekomst?
"Ik denk niet dat iemand echt volledig begrijpt hoe staven worden gevormd", zei Churchwell in 2005. "Wat we wel weten is dat het erop lijkt dat er zoveel geblokkeerde sterrenstelsels zijn dat ze redelijk stabiel moeten zijn. Astronomen moeten een model bedenken dat de stabiliteit van deze structuren kan verklaren. ”
Maar dat was 2005, en nu, bijna 15 jaar later, hebben astronomen nog een paar dingen geleerd.
We weten dat spiraalstelsels in de loop van ongeveer 2 miljard jaar barred spiralen worden. Het huidige denken zegt dat de balk inderdaad materiaal naar het centrum van de melkweg transporteert, wat bijdraagt aan het creëren van nieuwe sterren en het creëren van een actieve galactische kern. Er wordt gedacht dat een dichtheidsgolf vanuit het midden van de melkweg de balk vormt. In de loop van de tijd beïnvloedt het sterren steeds verder weg en creëert het de zichzelf in stand houdende balk.
Het ziet er ook naar uit dat verjaard spiraalstelsels hun staven kunnen verliezen. Na verloop van tijd kan de staafstructuur vervallen. De massa wordt zo groot dat het onstabiel wordt, en dan worden de armen stomper van uiterlijk, in plaats van de prachtige armen in de Melkweg.
We hebben veel geleerd over ons eigen Melkwegstelsel en over de morfologie en evolutie van sterrenstelsels in het algemeen. Maar we weten nog steeds niet precies hoe de balk, de armen, de uitstulping en het superzware zwarte gat in het midden allemaal samenwerken om de Melkweg vorm te geven.
Maar we kunnen zien hoe we in een paar korte decennia veel hebben geleerd. Hopelijk leren we de komende decennia nog veel meer.
Bronnen:
- Persbericht van NASA: Mature Galaxy Betovert in New Hubble View
- Hubblesite Article: Hubble's View of Barred Spiral Galaxy NGC 1672
- Wikipedia-vermelding: geblokkeerde spiraalstelsel
- Onderzoekspaper: WAT IS DE ECHTE FRACTIE VAN BARRED SPIRAL GALAXIES?
- Onderzoekspaper: Circumnucleaire regio's in verjaard spiraalstelsels II. Relaties met gaststelsels
- Space Magazine: New Look voor de Melkweg
- Research Paper: modellen voor de binnenste regionen van de Melkweg. ik
