De eerste gedetailleerde dwarsdoorsnede van een melkwegstelsel dat in grote lijnen lijkt op de Melkweg, vandaag gepubliceerd, onthult dat onze melkweg geleidelijk is geëvolueerd, in plaats van het resultaat te zijn van een gewelddadige mash-up. De bevinding zet het oorsprongsverhaal van ons huis in twijfel.

Het sterrenstelsel, genaamd UGC 10738, blijkt verschillende 'dikke' en 'dunne' schijven te hebben, vergelijkbaar met die van de Melkweg. Dit suggereert, in tegenstelling tot eerdere theorieën, dat dergelijke structuren niet het resultaat zijn van een zeldzame lang geleden botsing met een kleiner sterrenstelsel. Ze lijken het product te zijn van een meer vreedzame verandering.

En dat is een gamechanger. Het betekent dat ons thuis in een spiraalstelsel niet het product is van een buitenissig ongeluk. In plaats daarvan, het is typisch.

De bevinding is gedaan door een team onder leiding van Nicholas Scott en Jesse van de Sande, van het Australische ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) en de University of Sydney.

"Onze waarnemingen geven aan dat de dunne en dikke schijven van de Melkweg niet zijn ontstaan ​​​​door een gigantische mash-up, maar een soort van 'standaard' pad van melkwegvorming en evolutie, "zei Dr. Scott.

"Op basis van deze resultaten denken we dat sterrenstelsels met de specifieke structuren en eigenschappen van de Melkweg kunnen worden omschreven als de 'normale'."

Deze conclusie - gepubliceerd in De astrofysische journaalbrieven - heeft twee ingrijpende gevolgen.

"Men dacht dat de dunne en dikke schijven van de Melkweg gevormd waren na een zeldzame gewelddadige fusie, en zou dus waarschijnlijk niet gevonden worden in andere spiraalstelsels, "zei Dr. Scott.

"Ons onderzoek toont aan dat dit waarschijnlijk verkeerd is, en het evolueerde 'natuurlijk' zonder catastrofale interventies. Dit betekent dat melkwegstelsels waarschijnlijk heel gewoon zijn.

"Het betekent ook dat we bestaande zeer gedetailleerde waarnemingen van de Melkweg kunnen gebruiken als hulpmiddelen om veel verder verwijderde sterrenstelsels beter te analyseren, die, voor duidelijke redenen, wij kunnen het ook niet zien."

Uit het onderzoek blijkt dat UGC 10738, zoals de Melkweg, heeft een dikke schijf die voornamelijk bestaat uit oude sterren - geïdentificeerd door hun lage verhouding van ijzer tot waterstof en helium. De dunne schijfsterren zijn recenter en bevatten meer metaal.

(De zon is een ster met een dunne schijf en bevat ongeveer 1,5% elementen die zwaarder zijn dan helium. Dikke schijfsterren hebben drie tot tien keer minder.)

Hoewel dergelijke schijven eerder in andere sterrenstelsels zijn waargenomen, het was onmogelijk om te zeggen of ze hetzelfde type sterrendistributie organiseerden - en dus een vergelijkbare oorsprong. Scott, van de Sande en collega's hebben dit probleem opgelost door de Very Large Telescope van de European Southern Observatory in Chili te gebruiken om UGC 10738 te observeren, op 320 miljoen lichtjaar afstand.

De melkweg is schuin "edge on, " dus als je ernaar kijkt, krijg je in feite een dwarsdoorsnede van zijn structuur.

"Met behulp van een instrument genaamd de multi-unit spectroscopische ontdekkingsreiziger, of MUSE, we waren in staat om de metaalverhoudingen van de sterren in zijn dikke en dunne schijven te beoordelen, " verklaarde Dr. van de Sande.

"Ze waren vrijwel hetzelfde als die in de Melkweg - oude sterren in de dikke schijf, jongere sterren in de dunne. We kijken naar andere sterrenstelsels om zeker te zijn, maar dat is een vrij sterk bewijs dat de twee sterrenstelsels op dezelfde manier zijn geëvolueerd."

Dr. Scott zei dat de edge-on oriëntatie van UGC 10738 betekende dat het eenvoudig was om te zien welk type sterren zich in elke schijf bevond.

"Het is een beetje alsof je korte mensen van lange mensen onderscheidt, "zei hij. "Als je het van bovenaf probeert te doen, is het onmogelijk, maar als je van de zijkant kijkt, is het relatief eenvoudig."

Co-auteur professor Ken Freeman van de Australian National University zei:"Dit is een belangrijke stap voorwaarts om te begrijpen hoe schijfsterrenstelsels lang geleden samenkwamen. We weten veel over hoe de Melkweg is gevormd, maar er was altijd de zorg dat de Melkweg geen typisch spiraalstelsel is. Nu kunnen we zien dat de formatie van de Melkweg vrij typerend is voor hoe andere schijfstelsels werden samengesteld."

ASTRO 3D-regisseur, Professor Lisa Kewley, toegevoegd:"Dit werk laat zien hoe de Melkweg past in de veel grotere puzzel van hoe spiraalstelsels zich vormden in 13 miljard jaar kosmische tijd."