science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Onverwacht fenomeen in een samensmelting van een cluster van sterrenstelsels

Een melkwegstelsel (in oranje) beweegt naar links en laat een gasspoor achter. Het spoor lijkt langzaam uit te doven, maar licht weer op in de buurt van de tweede, witgele melkweg. De meeste witte stippen in de afbeelding zijn complete sterrenstelsels. Credit:Universiteit Leiden

Een internationaal team van astronomen onder leiding van Francesco de Gasperin is getuige geweest van een gasstaart van een sterrenstelsel dat langzaam uitdoofde, maar daarna weer ontstoken. Het is onduidelijk waar de energie voor de verjonging vandaan komt. De onderzoekers hebben hun bevindingen gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .

De astronomen onderzochten Abell 1033. Dit is een cluster dat bestaat uit twee kleinere, clusters samenvoegen. Abell 1033 bevindt zich in het noordelijke sterrenbeeld Leo Minor (in de buurt van Ursa Major). Clusters van sterrenstelsels zijn de grootste structuren in het heelal. Ze kunnen honderden tot duizenden sterrenstelsels bevatten die lijken op de Melkweg. Kleinere clusters kunnen samensmelten tot een groter cluster.

De astronomen merkten op dat een individueel sterrenstelsel in één cluster van Abell 1033 een gasspoor achterliet terwijl het door het andere cluster reisde. Op astronomische schaal, zo'n spoor lijkt op het spoor van gekleurde rook achter een stuntvliegtuig.

De astronomen hadden verwacht dat het gasspoor, zoals die achter een stuntvliegtuig, zou langzaam sterven en uiteindelijk verdwijnen. Tot hun verbazing, ze zagen dat het einde van het gasspoor helderder was dan het midden.

"Dit was totaal onverwacht, " zegt Francesco de Gasperin. "Omdat deze wolken van elektronen hun energie in de loop van de tijd wegstralen, ze zouden zwakker moeten worden en verdwijnen. In plaats daarvan, in dit geval, na meer dan honderd miljoen jaar, de staart van elektronen gloeit fel."

Er is geen exacte verklaring voor het fenomeen, nog. Het lijkt erop dat het pad helderder wordt nabij het centrum van de andere cluster van sterrenstelsels. De Gasperin zegt, "Een deel van de energie die vrijkomt bij de fusie moet zijn overgedragen om de elektronenwolk te verjongen."

Het onderzoek naar samensmeltende clusters van sterrenstelsels is ingewikkeld omdat astronomen slechts een momentopname zien van het proces dat in totaal miljarden jaren duurt. Naast dat, de telescopen die nodig zijn voor het onderzoek moeten signalen ontvangen met extreem lage frequenties.

De astronomen combineerden gegevens van de Indian Giant Metrewave Radio Telescope en LOFAR, de lage frequentie array. LOFAR is ontworpen en gebouwd door het Nederlandse onderzoeksinstituut ASTRON. De telescoop bestaat uit duizenden antennes verspreid over acht landen. Het hart van LOFAR ligt in Drenthe in het noordoosten van Nederland.

"Het is alsof we een van de laatste ontdekkingsreizigers zijn. Zodra we ons in onbekende gebieden begeven, of in dit geval onontgonnen frequenties, ons universum zit nog steeds vol verrassingen, ", zegt De Gasperin. "En dit is nog maar een eerste stap. Er moet nog veel worden gedaan om de complexiteit van clusters van sterrenstelsels te begrijpen, en vinden wat er op de loer ligt op lage radiofrequenties."