Er waren eens, voordat onze zon en aarde bestonden, verre melkwegstelsels. Maar nu, door de acute visie van de Hubble-ruimtetelescoop te combineren met de spectrograaf van de Very Large Telescope, hebben astronomen uitzonderlijke 3D-beelden verkregen van verre sterrenstelsels, gezien toen het heelal de helft van zijn huidige leeftijd was. Door naar dit unieke "geschiedenisboek" van ons universum te kijken, hopen wetenschappers de puzzel op te lossen van hoe sterrenstelsels zich in het verre verleden hebben gevormd.
Hubble laat fijne details van sterrenstelsels zien, terwijl de VLT's FLAMES / GIRAFFE spectrograaf gelijktijdige spectra kan verkrijgen van kleine gebieden van uitgestrekte objecten, en de bewegingen van het gas in deze verre sterrenstelsels kan oplossen.
"Deze unieke combinatie van Hubble en de VLT stelt ons in staat verre sterrenstelsels bijna net zo mooi te modelleren als we die kunnen sluiten", zegt François Hammer, die het team leidde. “In feite stelt FLAMES / GIRAFFE ons nu in staat om de snelheid van het gas op verschillende locaties in deze objecten te meten. Dit betekent dat we kunnen zien hoe het gas beweegt, wat ons een driedimensionaal beeld geeft van sterrenstelsels halverwege het heelal. ”
Het team heeft de geschiedenis gereconstrueerd van ongeveer honderd afgelegen sterrenstelsels die zijn waargenomen met zowel Hubble als GIRAFFE op de VLT. De eerste resultaten komen binnen en hebben al nuttige inzichten opgeleverd voor drie sterrenstelsels.
In één sterrenstelsel onthulde GIRAFFE een gebied vol geïoniseerd gas, dat wil zeggen heet gas dat bestaat uit atomen die zijn ontdaan van een of meer elektronen. Dit komt normaal gesproken door de aanwezigheid van zeer hete, jonge sterren. Maar zelfs na meer dan 11 dagen naar de regio te hebben gestaard, detecteerde Hubble geen sterren! "Het is duidelijk dat dit ongewone sterrenstelsel een aantal verborgen geheimen heeft", zegt Mathieu Puech, hoofdauteur van een van de artikelen die deze studie rapporteert. Vergelijkingen met computersimulaties suggereren dat de verklaring ligt in de botsing van twee zeer gasrijke spiraalstelsels. De hitte die door de botsing wordt geproduceerd, ioniseert het gas, waardoor het te heet wordt voor sterren.
Een ander sterrenstelsel dat de astronomen bestudeerden, toonde het tegenovergestelde effect. Daar ontdekten ze een blauwachtig centraal gebied, gehuld in een roodachtige schijf, bijna volledig verborgen door stof. "De modellen geven aan dat gas en sterren snel naar binnen kunnen draaien", aldus Hammer. Dit kan het eerste voorbeeld zijn van een schijf die opnieuw is opgebouwd na een grote fusie.
Uiteindelijk ontdekten de astronomen in een derde sterrenstelsel een zeer ongebruikelijke, extreem blauwe, langwerpige structuur - een balk - die bestaat uit jonge, massieve sterren die zelden worden waargenomen in nabijgelegen sterrenstelsels. Vergelijkingen met computersimulaties lieten de astronomen zien dat de eigenschappen van dit object goed worden gereproduceerd door een botsing tussen twee sterrenstelsels met een ongelijke massa.
"De unieke combinatie van Hubble en FLAMES / GIRAFFE bij de VLT maakt het mogelijk om verre sterrenstelsels tot in detail te modelleren en een consensus te bereiken over de cruciale rol van botsingen van sterrenstelsels voor de vorming van sterren in een ver verleden", zegt Puech. “Omdat we nu kunnen zien hoe het gas beweegt, kunnen we de massa en de banen van de voorouderlijke sterrenstelsels relatief nauwkeurig traceren. Hubble en de VLT zijn echte ‘tijdmachines’ voor het onderzoeken van de geschiedenis van het universum, 'voegde Sébastien Peirani toe, hoofdauteur van een ander artikel dat over deze studie rapporteert.
De astronomen breiden hun analyse nu uit tot het hele monster van waargenomen sterrenstelsels. "De volgende stap zal dan zijn om dit te vergelijken met dichterbij gelegen sterrenstelsels, en dus een beeld samen te stellen van de evolutie van sterrenstelsels in de afgelopen zes tot acht miljard jaar, dat wil zeggen meer dan de helft van de leeftijd van het heelal", zei Hammer.
Bron: ESO
