Hubble-afbeeldingen van zes van de starburst-sterrenstelsels die voor het eerst werden gevonden door ESA's Herschel Space Observatory (Keck-gegevens hieronder weergegeven in blauw)
Veel van de helderste, meest actieve stervormende sterrenstelsels in het heelal waren eigenlijk niet waarneembaar door op de aarde gebaseerde observatoria, aan het zicht onttrokken door dikke wolken ondoorzichtig stof en gas. Dankzij ESA's Herschel-ruimteobservatorium, dat het heelal in infrarood bekijkt, is onlangs een enorme hoeveelheid van deze 'starburst'-sterrenstelsels ontdekt, waardoor astronomen hun afstanden kunnen meten met de dubbele telescopen van Hawaï's W.M. Keck Observatorium. Wat ze ontdekten is vrij verrassend: ten minste 767 voorheen onbekende sterrenstelsels, waarvan vele met ongelooflijke snelheden nieuwe sterren genereren.
Hoewel ze zo goed als onzichtbaar zijn bij optische golflengten, schijnen deze nieuw gevonden sterrenstelsels helder in ver-infrarood, waardoor ze zichtbaar zijn voor Herschel, die zelfs door de dichtste stofwolken heen kan kijken. Toen astronomen eenmaal wisten waar de sterrenstelsels zich bevonden, konden ze ze richten met Hubble en, belangrijker nog, de twee 10-meter Keck-telescopen - de twee grootste optische telescopen ter wereld.
Door met de Keck-telescopen letterlijk honderden uren aan spectrale gegevens over de sterrenstelsels te verzamelen, konden schattingen van hun afstanden worden bepaald, evenals hun temperaturen en hoe vaak er nieuwe sterren in worden geboren.
'Hoewel sommige sterrenstelsels in de buurt zijn, zijn de meeste heel ver weg; we hebben zelfs sterrenstelsels gevonden die zo ver zijn dat hun licht er 12 miljard jaar over heeft gedaan om hier te reizen, dus we zien ze toen het heelal nog maar een negende was van zijn huidige leeftijd, ”zei Dr. Caitlin Casey, Hubble-fellow aan de UH Manoa Instituut voor Astronomie en hoofdwetenschapper van de enquête. "Nu we een redelijk goed idee hebben van hoe belangrijk dit type melkwegstelsel is bij het vormen van enorme aantallen sterren in het heelal, is de volgende stap om erachter te komen waarom en hoe ze zich hebben gevormd."
Een weergave van de verdeling van bijna 300 starbursts in één gezichtsveld van 1,4 x 1,4 graden.
De sterrenstelsels, waarvan velen werden waargenomen zoals ze waren in de vroege stadia van hun vorming, produceren nieuwe sterren met een snelheid van 100 tot 500 per jaar - met een massa-equivalent van enkele duizenden zonnen - vandaar de bijnaam "starburst" -stelsel. Ter vergelijking: de Melkweg brengt slechts één of twee zonnemassa's per jaar voort.
De reden achter deze explosie van stervorming in deze sterrenstelsels is onbekend, maar men denkt dat botsingen tussen jonge sterrenstelsels de oorzaak kunnen zijn.
Een andere mogelijkheid is dat sterrenstelsels tijdens het vroege heelal veel meer gas en stof hadden, waardoor er veel hogere stervormingssnelheden mogelijk waren dan tegenwoordig.
"Het is een fel bediscussieerd onderwerp dat details over de vorm en rotatie van de sterrenstelsels vereist voordat het kan worden opgelost", zei Dr. Casey.
Toch is de ontdekking van deze 'verborgen' sterrenstelsels een grote stap voorwaarts om de evolutie van stervorming in het heelal te begrijpen.
“Onze studie bevestigt het belang van starburst-sterrenstelsels in de kosmische geschiedenis van stervorming. Modellen die proberen de vorming en evolutie van sterrenstelsels te reproduceren, zullen met deze resultaten rekening moeten houden. ”
- Dr. Caitlin Casey, Hubble-fellow aan het UH Manoa Institute for Astronomy
"Voor het eerst hebben we afstanden, stervormingssnelheden en temperaturen kunnen meten voor een geheel nieuwe set van 767 niet eerder geïdentificeerde sterrenstelsels", zegt Dr. Scott Chapman, co-auteur van de onderzoeken. “Het vorige vergelijkbare onderzoek naar verre infrarood starbursts bestreek slechts 73 sterrenstelsels. Dit is een enorme verbetering. '
De papers met de resultaten zijn vandaag online gepubliceerd in de Astrophysical Journal.
Bronnen: W.M. Keck Observatory-artikel en ESA's persbericht.
Afbeeldingscredits: ESA – C. Carreau / C. Casey (University of Hawai'i); COSMOS-veld: ESA / Herschel / SPIRE / HerMES Key Program; Hubble-afbeeldingen: NASA, ESA. Inzet afbeelding met dank aan W. M. Keck Observatory.
