science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een enorme protocluster van samensmeltende sterrenstelsels in het vroege heelal

Een artistieke impressie van de protocluster van sterrenstelsels SPT2349-56, een groep van meer dan een dozijn op elkaar inwerkende sterrenstelsels in het vroege heelal. Astronomen hebben de protocluster waargenomen in optische, infrarood, en millimeterstraling, en stelde vast dat verschillende ledenstelsels "submillimeterstelsels zijn, "een van de meest lichtgevende, snel stervormende sterrenstelsels bekend. Krediet:ESO/M. Kornmesser

Submillimeterstelsels (SMG's) behoren tot de meest lichtgevende, afstandelijk, en snel stervormende sterrenstelsels die bekend zijn en helderder kunnen schijnen dan een biljoen zonnen (in totaal ongeveer honderd keer helderder dan de Melkweg). Ze zijn over het algemeen moeilijk te detecteren in het zichtbare, echter, omdat het meeste van hun ultraviloet en optisch licht wordt geabsorbeerd door stof dat op zijn beurt wordt verwarmd en uitstraalt met submillimetergolflengten - de reden dat ze submillimeterstelsels worden genoemd. Men denkt dat de krachtbron voor deze sterrenstelsels hoge stervormingssnelheden zijn, maar liefst duizend sterren per jaar (in de Melkweg, het tarief is meer als één ster per jaar). SMG's dateren doorgaans uit het vroege heelal; ze zijn zo ver weg dat hun licht al meer dan tien miljard jaar reist, meer dan 70% van de levensduur van het heelal, uit het tijdperk ongeveer drie miljard jaar na de oerknal. Omdat het tijd kost voordat ze zijn geëvolueerd, astronomen denken dat ze zelfs een miljard jaar eerder waarschijnlijk actief sterren maakten en hun omgeving beïnvloedden, maar er is heel weinig bekend over deze fase van hun evolutie.

SMG's zijn onlangs geïdentificeerd in protoclusters van sterrenstelsels, groepen van tientallen sterrenstelsels in het heelal toen het nog geen paar miljard jaar oud was. Het observeren van massieve SMG's in deze verre protoclusters levert cruciale details op voor het begrijpen van zowel hun vroege evolutie als die van de grotere structuren waartoe ze behoren. CfA-astronomen Emily Pass en Matt Ashby waren lid van een team dat infrarood- en optische gegevens van de Spitzer IRAC- en Gemini-South-instrumenten gebruikte, respectievelijk, om een ​​eerder geïdentificeerde protocluster te bestuderen, SPT2349-56, in het tijdperk slechts 1,4 miljard jaar na de oerknal. De protocluster werd opgemerkt door de South Pole Telescope millimetergolflengten en vervolgens in meer detail waargenomen met Spitzer, Tweeling, en de ALMA-submillimeterarray.

De protocluster bevat een opmerkelijke concentratie van veertien SMG's, waarvan er negen werden gedetecteerd door deze optische en infraroodwaarnemingen. De astronomen waren toen in staat om de stellaire massa's te schatten, leeftijden, en gasgehalte in deze SMG's, evenals hun geschiedenis van stervorming, een opmerkelijke prestatie voor zulke verre objecten. Onder andere eigenschappen van de protocluster, de wetenschappers concluderen dat de totale massa ongeveer een biljoen zonsmassa's is, en zijn sterrenstelsels maken sterren op een manier die vergelijkbaar is met stervormingsprocessen in het huidige universum. Ze concluderen ook dat het hele ensemble waarschijnlijk midden in een kolossale fusie zit.