De nieuwste afbeelding van de Hubble-ruimtetelescoop toont het turbulente gebied waar twee sterrenstelsels samenvloeien. Het scherpe zicht van Hubble heeft meer dan 200 enorme sterrenhopen gelokaliseerd, waarvan de grootste tweemaal zo groot is als alles wat we in de Melkweg hebben. Arp 220 zou door moeten gaan met het produceren van nieuwe startclusters totdat het binnen ongeveer 40 miljoen jaar geen gas meer heeft.
De Hubble-ruimtetelescoop van NASA, die in de overvolle, stoffige kern van twee samenvloeiende sterrenstelsels staart, heeft een gebied blootgelegd waar stervorming wild is geworden.
De interagerende sterrenstelsels verschijnen als een enkel, vreemd uitziend sterrenstelsel genaamd Arp 220. Het sterrenstelsel is een dichtbij voorbeeld van de nasleep van twee botsende sterrenstelsels. Arp 220 is zelfs de helderste van de drie galactische fusies die het dichtst bij de aarde staan. Deze nieuwste weergave van de melkweg geeft nieuwe inzichten in het vroege universum, toen galactische wrakken vaker voorkwamen.
Het scherpe oog van Hubble's Advanced Camera for Surveys heeft meer dan 200 gigantische sterrenhopen onthuld. De nieuw gevonden clusters overtreffen ver de zes die door Hubble werden bespioneerd in een observatie van Arp 220 uit 1992, gemaakt door de Wide Field Planetary Camera, die niet de scherpte van de Advanced Camera had. De zwaarste Arp 220-cluster die Hubble heeft waargenomen, bevat voldoende materiaal om ongeveer 10 miljoen zonnen te evenaren, wat twee keer zo zwaar is als elke vergelijkbare sterrenhoop in de Melkweg.
De sterrenhopen zijn echter zo compact dat ze zelfs op hun gematigde afstand naar Hubble kijken als schitterende enkele sterren. Astronomen weten dat de sterrenhopen geen sterren zijn omdat ze veel helderder zijn dan een ster op die afstand, 250 miljoen lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Serpens.
De waanzin van de stergeboorte vindt plaats in een zeer klein gebied, ongeveer 5.000 lichtjaar in doorsnee (ongeveer 5 procent van de diameter van de Melkweg), waar het gas en het stof erg dicht zijn. Er is net zoveel gas in dat kleine gebied als in de hele Melkweg.
'Dit is een stergeboorte in het extreme', zegt astronoom Christine D. Wilson van de McMaster University in Hamilton, Ontario, Canada, en de leider van de studie. “Ons resultaat impliceert dat er zeer hoge stervormingssnelheden nodig zijn om superzware sterclusters te vormen. Dit is een nabije kijk op een fenomeen dat veel voorkwam in het vroege universum, toen veel sterrenstelsels samenvloeiden. '
Het team van Wilson heeft metingen gedaan van de massa's en leeftijden voor 14 van de clusters, waardoor ze de massa's en leeftijden voor alle clusters nauwkeuriger konden schatten. De waarnemingen toonden twee populaties van sterrenhopen. Eén populatie is minder dan 10 miljoen jaar oud; de tweede, 70 tot 500 miljoen jaar oud. Clusters in de jongere groep zijn groter dan in de oudere groep.
Wilson weet niet of de vlaag van stergeboorte plaatsvond in twee verschillende tijdperken of in een continu hectisch tempo en misschien zien ze de populatie van middelbare leeftijd niet. Ze weet wel dat de starburst werd gevoed door een botsing tussen twee sterrenstelsels die ongeveer 700 miljoen jaar geleden begon. De effecten van de fusie hebben honderden miljoenen jaren geduurd.
De resultaten van het team verschenen in het nummer van 20 april van het Astrophysical Journal. De bevinding is gebaseerd op nieuwe waarnemingen met Hubble's Advanced Camera for Surveys en op een eerdere studie van de Near Infrared Camera en Multi-Object Spectrometer. De Advanced Camera-waarnemingen, genomen in zichtbaar licht in augustus 2002, onthulden de grote clusterpopulatie en produceerden leeftijden voor de oudere groepering van clusters. De nabij-infraroodcamerastudie maakte foto's van de jongere clusterpopulatie.
Hoewel de nieuwe Hubble-afbeelding Arp 220 in zichtbaar licht laat zien, schijnt de melkweg het helderst in infrarood licht. Arp 220 wordt zelfs een ultralichtgevend infrarood-sterrenstelsel (ULIRG) genoemd. ULIRG's zijn het product van fusies tussen sterrenstelsels, die vuurstormen kunnen veroorzaken bij de geboorte van sterren. Sterrenlicht van de nieuwe sterren verwarmt het omringende stof, waardoor de sterrenstelsels schitterend gaan gloeien in infrarood licht.
Slechts een kleine hoeveelheid zichtbaar licht ontsnapt door het met stof omhulde sterrenstelsel. Als astronomen een onbelemmerd zicht op Arp 220 zouden hebben in zichtbaar licht, zou het sterrenstelsel 50 keer helderder schijnen dan ons Melkwegstelsel vanwege het licht van de enorme clusters en de bijbehorende stervorming.
Arp 220 deelt een verwantschap met andere interagerende sterrenstelsels, zoals de bekende Antennae-sterrenstelsels. Beide zijn het product van galactische fusies. Het samenvoegingsproces in Arp 220 is echter verder dan in de antennes. In feite, zei Wilson, kun je niet eens de twee sterrenstelsels zien die samen Arp 220 vormen. Radiodata tonen twee objecten met een onderlinge afstand van 1000 lichtjaar die de kernen van de oorspronkelijke sterrenstelsels kunnen vertegenwoordigen.
Het sterrenstelsel zal doorgaan met het produceren van sterrenhopen totdat het al zijn gas heeft uitgeput, wat met het huidige tempo in ongeveer 40 miljoen jaar zal gebeuren. Dit lijkt misschien lang, maar het is praktisch een oogwenk voor een proces dat op galactische schaal plaatsvindt. Dan ziet Arp 220 eruit als de elliptische sterrenstelsels die we tegenwoordig zien en die weinig gas hebben. Enkele van de gigantische clusters - die nu 100 miljoen jaar oud zijn - zullen er nog steeds zijn.
De melkweg is het 220ste object in de Atlas of Peculiar Galaxies van Halton Arp.
Oorspronkelijke bron: HubbleSite News Release
