science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een enorm sterrenstelsel lang geleden en ver weg

Een extreem massief elliptisch sterrenstelsel op ongeveer drie miljard jaar na de oerknal, zoals te zien in een optisch/nabij-infrarood beeld. Het sterrenstelsel is ongeveer tien keer massiever dan de Melkweg. Vandaag de dag produceert de melkweg niet actief nieuwe sterren, maar de bevolking van vroeger, rode sterren lijken het resultaat te zijn van eerdere afleveringen waarin de melkweg een van de meest actieve stervormende voorbeelden was die we kennen. Krediet:NASA/Hubble

Sterrenstelsels vallen tegenwoordig grofweg in twee categorieën:elliptisch gevormde verzamelingen van roodachtige, oude sterren die zich voornamelijk hebben gevormd in een vroeg stadium van de geschiedenis van het heelal, en spiraalvormige objecten gedomineerd door blauw, jonge sterren. De Melkweg is een voorbeeld van het laatste, een spiraalstelsel dat actief nieuwe sterren maakt. Om de groei van sterrenstelsels in de kosmische tijd en de geschiedenis van stervorming in het heelal te begrijpen, astronomen bestuderen de populatie van oude sterren in verre elliptische stelsels uit eerdere tijdperken, sterren die op hun beurt in een nog vroeg tijdstip zijn gevormd. Stervorming produceert supernova's die hun omgeving verrijken met elementen, inclusief het diagnostische element magnesium. Het meten van de hoeveelheid magnesium (ten opzichte van ijzer) in een sterrenstelsel helpt dus om de sterkte en duur van eerdere perioden van stervorming vast te stellen.

CfA-astronomen Charlie Conroy en Jieun Choi en acht collega's gebruikten de spectrometer op de Keck-telescoop (samen met enkele secundaire datasets) om zeer gevoelige magnesiummetingen te verkrijgen in een van de meest massieve en lichtgevende elliptische sterrenstelsels die we kennen. Het sterrenstelsel, gezien in een tijdperk slechts drie miljard jaar na de oerknal, heeft een stellaire massa van ongeveer driehonderd miljard zonsmassa's (de stellaire massa van de Melkweg is ongeveer tien keer minder), maar maakt momenteel sterren met een snelheid van slechts ongeveer de helft van die van de Melkweg. Echter, de magnesium-tot-ijzerverhouding geeft aan dat het eerder in zijn leven sterren maakte met een fenomenaal hoog tempo, misschien wel enkele duizenden zonnemassa's per jaar, waardoor het een van de krachtigste voorbeelden van stervorming is die we kennen.

De wetenschappers concluderen dat de uitbarstingen van stervorming in dit sterrenstelsel het gevolg moeten zijn geweest van fusies met andere sterrenstelsels. In feite, ze schatten dat het object waarschijnlijk in omvang is verdubbeld als gevolg van het aangroeien van kleinere sterrenstelsels. Helaas is deze specifieke elliptische trainer zo ongewoon dat hij niet kan worden beschouwd als een typische voorloper van een lokaal elliptisch sterrenstelsel. Het team stelt dat aanvullende waarnemingen van meer, er zijn nu minder extreme crosstrainers in het vroege heelal nodig om de rest van het verhaal in te vullen. De instrumenten van de James Webb Space Telescope, volgend jaar gelanceerd worden, zou daartoe in staat moeten zijn.