De tweedeling betreft het zogenaamde impulsmoment (per massa-eenheid) dat in de natuurkunde een maat is voor grootte en rotatiesnelheid. Spiraalstelsels blijken sterk rond te draaien, met een impulsmoment dat ongeveer een factor vijf hoger is dan bij elliptische trainers. Wat is de oorsprong van zo'n verschil? Een internationaal onderzoeksteam heeft het probleem onderzocht in een studie die zojuist is gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift . Het team werd geleid door SISSA Ph.D. student JingJing Shi onder begeleiding van Prof. Andrea Lapi en Luigi Danese, en in samenwerking met Prof. Huiyuan Wang van USTC (Hefei) en Dr. Claudia Mancuso van IRA-INAF (Bologna). De onderzoekers leidden uit waarnemingen de hoeveelheid gas af die in het centrale gebied van een zich ontwikkelend sterrenstelsel is gevallen, waar de meeste stervorming plaatsvindt.

Het resultaat is dat in elliptische sterrenstelsels, slechts ongeveer 40 procent van het beschikbare gas viel in die centrale regio. Meer relevant, deze gasvormige sterformatie werd gekenmerkt door een vrij laag impulsmoment. Dit staat in schril contrast met de omstandigheden in spiralen, waar het meeste gas dat in sterren terechtkomt een aanzienlijk hoger impulsmoment heeft. De onderzoekers hebben de dichotomie in het impulsmoment van spiraalvormige en elliptische sterrenstelsels herleid tot hun verschillende formatiegeschiedenissen. Elliptische sterrenstelsels vormen de meeste van hun sterren in een snelle ineenstorting waarbij het impulsmoment wordt verdreven. Dit proces wordt waarschijnlijk al vroeg gestopt door krachtige gasuitstroom van supernova-explosies, stellaire winden en mogelijk zelfs van het centrale superzware zwarte gat. Voor spiralen, anderzijds, het gas zakte langzaam, behoud van zijn impulsmoment, en sterren vormden zich gestaag langs een tijdschaal die vergelijkbaar is met de leeftijd van het heelal.

"Tot de laatste jaren, in het paradigma van de vorming en evolutie van sterrenstelsels, Er werd gedacht dat elliptische sterrenstelsels zijn gevormd door het samensmelten van stellaire schijven in het verre heelal. Langs deze lijn, hun impulsmoment werd verondersteld het resultaat te zijn van dissipatieve processen tijdens dergelijke samenvoegingsgebeurtenissen, " schrijven de onderzoekers. Onlangs, dit paradigma werd op de proef gesteld door ver-infrarood/submillimeter-waarnemingen, veroorzaakt door de komst van ruimteobservatoria zoals Herschel en interferometers op de grond zoals de Atacama Large Millimeter Array (ALMA).

Deze waarnemingen hebben de kracht om door interstellair stof heen te dringen en zo de stervormingsprocessen in de zeer verre, stoffige sterrenstelsels die de voorouders vormden van lokale elliptische stelsels. "Het nettoresultaat van deze waarnemingen is dat de sterren die de huidige elliptische stelsels bevolken voornamelijk worden gevormd tijdens een snel dissipatieve ineenstorting in de centrale gebieden van stoffige stervormende sterrenstelsels. Na een korte tijdschaal van minder dan 1 miljard jaar, de stervorming is geblust door krachtige gasuitstroom." Ondanks deze verandering van perspectief, de oorsprong van het lage impulsmoment waargenomen in lokale elliptische trainers bleef onduidelijk.

"Deze studie verzoent het lage impulsmoment dat wordt waargenomen in de huidige elliptische trainers met het nieuwe paradigma dat voortkomt uit de waarnemingen van Herschel en ALMA van hun voorouders, " concluderen de wetenschappers. "We hebben aangetoond dat het lage impulsmoment van elliptische trainers voornamelijk door de natuur wordt veroorzaakt in de centrale regio's tijdens het vroege vormingsproces van sterrenstelsels, en niet substantieel gevoed door de omgeving via samenvoegingsgebeurtenissen, zoals voorzien in eerdere theorieën."