science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astronomen ontdekken ongewone spoelachtige sterrenstelsels

Een elliptisch sterrenstelsel in prolate rotatie. De melkweg lijkt op de vorm van een sigaar, met zijn sterren die rond de lange as van de melkweg draaien, vergelijkbaar met een spindel. de achtergrondafbeelding is een momentopname van een simulatie door A. Tsatsi en collega's. Krediet:J. Chang, PMO / T. Müller, HDA

Sterrenstelsels zijn majestueus, roterende wielen van sterren? Niet in het geval van de spoelachtige sterrenstelsels die Athanasia Tsatsi (Max Planck Instituut voor Astronomie) en haar collega's bestudeerden. Met behulp van de CALIFA-enquête, ontdekten de astronomen dat deze slanke sterrenstelsels, die langs hun langste as draaien, komen veel vaker voor dan eerder werd gedacht. Dankzij de nieuwe gegevens konden de astronomen een model maken voor hoe deze ongewone sterrenstelsels waarschijnlijk zijn gevormd, namelijk uit een speciaal soort samensmelting van twee spiraalstelsels. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica .

Als de meeste mensen aan sterrenstelsels denken, ze denken aan majestueuze spiraalstelsels zoals die van ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg:miljarden sterren, roteren in een platte schijf vergelijkbaar met de manier waarop een wiel rond zijn centrale as draait. Maar er is een ander soort melkwegstelsel, die vroeger als zeer zeldzaam werden beschouwd:zogenaamde prolate rotators, elk in de vorm van een sigaar, die langs zijn lange as draait, als een spindel.

Nutsvoorzieningen, een groep astronomen onder leiding van Athanasia Tsatsi van het Max Planck Instituut voor Astronomie heeft een grondige studie van deze kosmische spindels voltooid. Met behulp van gegevens uit de CALIFA-enquête, een systematische studie die de snelheidsstructuur van meer dan 600 sterrenstelsels onderzocht, de astronomen ontdekten acht nieuwe prolate roterende melkwegstelsels, bijna een verdubbeling van het totale bekende aantal van dergelijke sterrenstelsels (van 12 naar 20). Kosmische spindels zijn aanzienlijk minder zeldzaam dan astronomen hadden gedacht!

Gezien de hoge kwaliteit van hun gegevens, de astronomen waren in staat om een ​​plausibele verklaring voor te stellen voor het ontstaan ​​van deze kosmische spindels. In het algemeen, sterrenstelsels groeien wanneer ze samensmelten met andere sterrenstelsels. Verschillende fusies met kleinere sterrenstelsels hebben onze eigen Melkweg gemaakt tot de statige schijf die het nu is. Om een ​​kosmische spoel te maken, twee grote schijfsterrenstelsels moeten haaks op elkaar botsen, zoals te zien is in deze animatie:

De vorming van een elliptisch sterrenstelsel in prolate rotatie. Het hier getoonde mechanisme werd voorgesteld door Athanasia Tsatsi en haar collega's om de recente ontdekkingen van dit soort sterrenstelsels met het CALIFA-onderzoek te verklaren. De formatie omvat een polaire samensmelting van twee spiraalvormige sterrenstelsels. Een van de spiraalstelsels ontwikkelt een duidelijke langwerpige structuur (een "staaf, " om de technische term te gebruiken) vóór de fusie, die het resulterende elliptische sterrenstelsel zijn sigaarachtige (prolate) vorm geeft. De sterren van het tweede spiraalstelsel komen terecht in een baan rond de balk van de eerste metgezel. Samen vormen ze een sigaarvormig elliptisch sterrenstelsel dat als een spoel om zijn lange as draait. Film:J. Chang, PMO / T. Müller, HDA

Naarmate de sterrenstelsels beginnen te interageren via zwaartekracht, een ervan vormt een balk:een langgerekte structuur nabij het midden. Die reep wordt de sigaarachtige vorm van het samengevoegde sterrenstelsel, terwijl de in een baan om de aarde draaiende sterren van het andere sterrenstelsel het samengevoegde sterrenstelsel doordrenken met zijn algehele gevoel van rotatie.

De resultaten zijn een interessant stukje van de puzzel, het verklaren van een waarschijnlijk vormingsscenario voor een ongewoon, maar niet zo'n ongewoon type melkwegstelsel. Tsatsi's team van onderzoekers heeft alle informatie in de CALIFA-gegevens goed gebruikt, de bal ligt nu weer in het kamp van de observerende astronomen:de fusiesimulaties doen enkele aanvullende voorspellingen voor de gedetailleerde eigenschappen van prolate rotators. Deze zijn met de huidige waarnemingen niet te onderscheiden, maar zou getest kunnen worden met instrumenten als MUSE, de Multi Unit Spectral Explorer van ESO's Very Large Telescope, een 8-meter telescoop op Paranal Observatory in Chili.

De resultaten hier zullen worden gepubliceerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica zoals Tsatsi et al., "CALIFA onthult prolate-rotatie in massieve vroege-type sterrenstelsels:een fusie-oorsprong van poolstelsels?"