Over het laatste jaar, onderzoekers hebben enkele zeer zwakke, diffuse sterrenstelsels. De sterrenstelsels zijn zo zwak als dwergstelsels, maar zijn verspreid over een gebied net zo groot als de Melkweg.

Het is een mysterie geweest, hoe sterrenstelsels zo zwak zijn - die tot 1000 keer minder sterren bevatten dan de Melkweg, nog steeds net zo groot kunnen zijn. Nu blijkt uit nieuw onderzoek van het Niels Bohr Instituut dat als er veel supernova's exploderen tijdens het stervormingsproces, het kan ertoe leiden dat zowel de sterren als de donkere materie naar buiten worden geduwd, waardoor de melkweg uitdijt. De resultaten worden gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift, Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society , Oxford Universiteit krant.

Sterrenstelsels zijn gigantische verzamelingen sterren, gas en de zogenaamde donkere materie. De kleinste sterrenstelsels bevatten een paar miljoen sterren, terwijl de grootste honderden miljarden sterren kan bevatten. De eerste sterren verschenen al ongeveer 200 miljoen jaar na de oerknal in het zeer vroege heelal, gevormd uit de gassen waterstof en helium. Deze gigantische wolken van gas en stof trekken samen en uiteindelijk is het gas zo compact dat de druk het materiaal opwarmt, het creëren van gloeiende gasballen en nieuwe sterren worden geboren. De sterren worden verzameld in sterrenstelsels, waarvan de eerste een soort babysterrenstelsels waren.

De theorie van de astronomen is dat de babysterrenstelsels geleidelijk groter en massiever werden door voortdurend nieuwe sterren te vormen en door in botsing te komen met naburige sterrenstelsels om nieuwe, grotere sterrenstelsels. De grootste sterrenstelsels in ons huidige heelal zijn dus in de loop van de geschiedenis van het heelal constant gevormd. De aarde en ons zonnestelsel bevinden zich in een groot sterrenstelsel, De melkweg.

Maar de nieuw ontdekte ultradiffuse zwakke sterrenstelsels waren moeilijk te classificeren en hoewel sommige onderzoekers dachten dat diffuse sterrenstelsels slechts grote spiraalstelsels waren met een grote hoeveelheid donkere materie, anderen dachten dat het om gewone dwergstelsels ging.

Sterrenstelsels herscheppen

Maar een onderzoeksproject onder leiding van een onderzoeker van het Niels Bohr Instituut aan de Universiteit van Kopenhagen heeft de kenmerken van de sterrenstelsels kunnen nabootsen die zijn waargenomen met behulp van geavanceerde computersimulaties, uitgevoerd in samenwerking met de New York University Abu Dhabi.

"Door bijna 100 virtuele sterrenstelsels te recreëren, we hebben aangetoond dat wanneer er veel supernova's zijn tijdens het stervormingsproces, het kan ertoe leiden dat de sterren en de donkere materie in de melkweg naar buiten worden geduwd, waardoor de omvang van de melkweg uitdijt. Wanneer er een klein aantal sterren in een uitgebreid gebied is, het betekent dat de melkweg zwak en diffuus wordt en daarom moeilijk waar te nemen is met telescopen, " legt Arianna Di Cintio uit, PhD in astrofysica, Dark Cosmology Center aan het Niels Bohr Instituut aan de Universiteit van Kopenhagen, wie is de leidende onderzoeker van het project.

Ze legt uit dat het mechanisme dat ervoor zorgt dat de sterren van het centrum weg bewegen hetzelfde is dat in staat is gebieden te creëren met een lagere dichtheid van donkere materie. De vele supernova's zijn zo krachtig dat ze het gas in de melkweg naar buiten blazen. Als gevolg hiervan bewegen zowel de donkere materie als de sterren naar buiten, zodat de omvang van de melkweg uitzet. Het feit dat het sterrenstelsel zich over een groter gebied verspreidt, betekent dat het meer diffuus en onduidelijk wordt.

"Als we ultradiffuse sterrenstelsels kunnen nabootsen met computersimulaties, het bewijst dat we op schema liggen met ons kosmologische model. We voorspellen daarom dat er overal ultradiffuse sterrenstelsels zijn - niet alleen in clusters van sterrenstelsels. Ze worden gedomineerd door donkere materie en slechts een klein percentage van hun inhoud bestaat uit gas en sterren en het belangrijkste is dat het dwergstelsels zijn met een massa van slechts ongeveer 10 tot 60 keer minder dan een groot spiraalstelsel, dat wil zeggen aanzienlijk kleiner dan een groot sterrenstelsel zoals de Melkweg, ' zegt Arianna Di Cintio.

In aanvulling, de onderzoekers verwachten dat onder de meer geïsoleerde ultradiffuse sterrenstelsels, de grootste kan meer gas bevatten. Om deze theorieën te bevestigen, gaan ze daarom nauwe samenwerkingen aan met onderzoeksgroepen die met krachtige telescopen zeer verre gebieden aan de hemel waarnemen.

"Het zal een heel nieuw venster openen in de vorming van sterrenstelsels - er kunnen duizenden ultrazwakke sterrenstelsels zijn die wachten om ontdekt te worden, " zegt Arianna Di Cintio, die uitkijkt naar het aantal sterren, hun inhoud van elementen en hoe de ultradiffuse sterrenstelsels overleven in clusters van sterrenstelsels.