Vuurwerk in de ruimte? Astronomen vergelijken 'starbursts' uit een sterrenstelsel dat in de greep is van stervorming met een vuurwerkshow op 4 juli. Deze uitbarstingen vinden plaats in een snel en heftig tempo en verlichten een regio korte tijd voordat ze wegknippen. Maar dat is slechts een deel van het verhaal. Gearchiveerde gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat starbursts - intense gebieden van stervorming - het hele sterrenstelsel doorkruisen en 100 keer langer meegaan dan astronomen dachten. De langere duur kan van invloed zijn op hoe dwergstelsels in de loop van de tijd veranderen en kan daarom licht werpen op de evolutie van sterrenstelsels.
Een groep astronomen bestudeerde drie dwergstelsels, NGC 4163, NGC 4068 en IC 4662. Hun afstanden variëren van 8 miljoen tot 14 miljoen lichtjaar afstand. Het trio maakt deel uit van een onderzoek naar starbursts in 18 nabijgelegen dwergstelsels.
"Onze analyse toont aan dat starburst-activiteit in een dwergstelsel op wereldschaal plaatsvindt", legt Kristen McQuinn van de Universiteit van Minnesota in Minneapolis en leider van de studie uit. "Er zijn zakken met intense stervorming die zich door het hele sterrenstelsel voortplanten, als een reeks knallers die afgaan." Volgens McQuinn zou de duur van alle starburst-gebeurtenissen in een enkel dwergstelsel in totaal 200 miljoen tot 400 miljoen jaar bedragen.
Deze langere tijdschalen zijn veel meer dan de 5 miljoen tot 10 miljoen jaar die zijn voorgesteld door astronomen die stervorming in dwergstelsels hebben bestudeerd. 'Ze keken alleen naar individuele sterrenhopen en niet naar het hele sterrenstelsel, dus gingen ze ervan uit dat de sterrenstormen in sterrenstelsels maar korte tijd duurden', zegt McQuinn.
Dwergstelsels worden door veel astronomen beschouwd als de bouwstenen van de grote sterrenstelsels die we tegenwoordig zien, dus de lengte van starbursts is belangrijk om te begrijpen hoe sterrenstelsels evolueren.
"Astronomen zijn erg geïnteresseerd in de stappen van de evolutie van sterrenstelsels", zegt McQuinn. “Het verkennen van deze kleinere sterrenstelsels is belangrijk omdat, volgens de populaire theorie, grote sterrenstelsels ontstaan door de fusie van kleinere, dwergstelsels. Het begrijpen van deze kleinere stukjes is dus een belangrijk onderdeel van het invullen van dat scenario. ”
Met de Hubble-gegevens met hoge resolutie konden McQuinn en haar team individuele sterren in de sterrenstelsels uitkiezen en hun helderheid en kleur meten, twee belangrijke kenmerken die astronomen gebruiken om de sterrentijden te bepalen. Door de leeftijden van de sterren te bepalen, konden de astronomen de geschiedenis van de starburst in elk sterrenstelsel reconstrueren.
Twee van de sterrenstelsels, NGC 4068 en IC 4662, tonen actieve, schitterende starburstgebieden in de Hubble-beelden. De meest recente starburst in het derde sterrenstelsel, NGC 4163, vond 200 miljoen jaar geleden plaats en is uit het zicht verdwenen.
Het team bekeek gebieden met hoge en lage dichtheden van sterren en maakte een foto van de starbursts. De sterrenstelsels maakten een paar sterren, toen iets, misschien een ontmoeting met een ander sterrenstelsel, hen in de modus voor hoge sterren maakte. In plaats van om de duizend jaar acht sterren te vormen, begonnen de sterrenstelsels om de duizend jaar 40 sterren te maken, wat veel is voor een klein sterrenstelsel, zegt McQuinn. De typische dwerg is 10.000 tot 30.000 lichtjaar breed. Ter vergelijking: een normaal sterrenstelsel zoals onze Melkweg is ongeveer 100.000 lichtjaar breed.
Ongeveer 300 miljoen tot 400 miljoen jaar geleden vond stervorming plaats in de buitenste delen van de sterrenstelsels. Toen begon het naar binnen te migreren toen explosies van massieve sterren nieuwe stervorming veroorzaakten in aangrenzende gebieden. Starbursts komen nog steeds voor in de binnenste delen van NGC 4068 en IC 4662.
De totale duur van de starburst-activiteit hangt af van vele factoren, waaronder de hoeveelheid gas in een sterrenstelsel, de verdeling en dichtheid van het gas en de gebeurtenis die de starburst veroorzaakte. Een fusie of een interactie met een groot sterrenstelsel zou bijvoorbeeld een langere starburst-gebeurtenis kunnen creëren dan een interactie met een kleiner systeem.
McQuinn is van plan haar studie uit te breiden naar een ander groter monster van meer dan 20 sterrenstelsels. "Het bestuderen van nabijgelegen dwergstelsels, waar we de sterren zeer gedetailleerd kunnen zien, zal ons helpen waarnemingen van sterrenstelsels in het verre heelal te interpreteren, waar starbursts veel vaker voorkwamen omdat sterrenstelsels meer gas hadden om sterren te maken", legt McQuinn uit.
De resultaten van McQuinn verschenen in het nummer van 10 april van The Astrophysical Journal.
Bron: HubbleSite
