Aan de rand van onze melkweg, er is een kosmisch touwtrekken aan de gang - en alleen de Hubble-ruimtetelescoop van NASA kan zien wie er wint.

De spelers zijn twee dwergstelsels, de Grote Magelhaense Wolk en de Kleine Magelhaense Wolk, die beide in een baan om onze eigen Melkweg draaien. Maar terwijl ze rond de Melkweg gaan, ze draaien ook om elkaar heen. De een trekt aan de ander, en een van hen heeft een enorme gaswolk uit zijn metgezel getrokken.

De leidende arm genoemd, deze overkoepelende verzameling gas verbindt de Magelhaense Wolken met de Melkweg. Ongeveer de helft van onze melkweg, deze structuur wordt verondersteld ongeveer 1 of 2 miljard jaar oud te zijn. De naam komt van het feit dat het de beweging van de Magelhaense Wolken leidt.

De enorme gasconcentratie wordt door de Melkweg verslonden en voedt de geboorte van nieuwe sterren in onze melkweg. Maar welk dwergstelsel doet het trekken, en wiens gas wordt er nu gegeten? Na jaren van debat, wetenschappers hebben nu het antwoord op dit 'whodunit'-mysterie.

"Er was een vraag:kwam het gas uit de Grote Magelhaense Wolk of de Kleine Magelhaense Wolk? Op het eerste gezicht, het lijkt erop dat het teruggaat naar de Grote Magelhaense Wolk, " verklaarde hoofdonderzoeker Andrew Fox van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. "Maar we hebben die vraag anders benaderd, door te vragen:Waar is de leidende arm van gemaakt? Heeft het de samenstelling van de Grote Magelhaense Wolk of de samenstelling van de Kleine Magelhaense Wolk?"

Fox' onderzoek is een vervolg op zijn werk uit 2013, die gericht was op een slepende functie achter de Grote en Kleine Magelhaense Wolken. Dit gas in deze lintachtige structuur, genaamd de Magelhaense Stroom, bleek afkomstig te zijn van beide dwergstelsels. Nu vroeg Fox zich af wat zijn tegenhanger was, de leidende arm. In tegenstelling tot de achterblijvende Magelhaense Stroom, deze gescheurde en verscheurde "arm" heeft de Melkweg al bereikt en heeft zijn reis naar de galactische schijf overleefd.

De Leading Arm is een realtime voorbeeld van gasaanwas, het proces waarbij gas op sterrenstelsels valt. Dit is heel moeilijk te zien in sterrenstelsels buiten de Melkweg, omdat ze te ver weg en te zwak zijn. "Aangezien deze twee sterrenstelsels zich in onze achtertuin bevinden, we hebben in wezen een stoel op de eerste rij om de actie te bekijken, " zei medewerker Kat Barger van de Texas Christian University.

In een nieuw soort forensisch onderzoek, Fox en zijn team gebruikten Hubble's ultraviolette visie om het gas in de Leading Arm chemisch te analyseren. Ze observeerden het licht van zeven quasars, de heldere kernen van actieve sterrenstelsels die zich miljarden lichtjaren buiten deze gaswolk bevinden. Met behulp van Hubble's Cosmic Origins-spectrograaf, de wetenschappers hebben gemeten hoe dit licht door de wolk filtert.

Vooral, ze zochten naar de absorptie van ultraviolet licht door zuurstof en zwavel in de wolk. Dit zijn goede maatstaven voor hoeveel zwaardere elementen zich in het gas bevinden. Het team vergeleek vervolgens de metingen van Hubble met waterstofmetingen gemaakt door de Robert C. Byrd Green Bank Telescope van de National Science Foundation in het Green Bank Observatory in West Virginia, evenals verschillende andere radiotelescopen.

"Met de combinatie van Hubble- en Green Bank Telescope-waarnemingen, we kunnen de samenstelling en snelheid van het gas meten om te bepalen welk dwergstelsel de boosdoener is, ’ legde Barger uit.

Na veel analyse, het team had eindelijk afdoende chemische "vingerafdrukken" die overeenkwamen met de oorsprong van het gas van de Leading Arm. "We hebben ontdekt dat het gas overeenkomt met de Kleine Magelhaense Wolk, "zei Fox. "Dat geeft aan dat de Grote Magelhaense Wolk het touwtrekken aan het winnen is, omdat het zoveel gas uit zijn kleinere buur heeft gehaald."

Dit antwoord was alleen mogelijk vanwege Hubble's unieke ultraviolette vermogen. Vanwege de filtereffecten van de atmosfeer van de aarde, ultraviolet licht kan niet vanaf de grond worden bestudeerd. "Hubble is het enige spel in de stad, " legde Fox uit. "Alle lijnen van belang, inclusief zuurstof en zwavel, zijn in het ultraviolet. Dus als je in optisch en infrarood werkt, je kunt ze niet zien."

Gas van de Leading Arm doorkruist nu de schijf van onze melkweg. Als het kruist, het interageert met het eigen gas van de Melkweg, versnipperd en gefragmenteerd raken.

Dit is een belangrijke case study van hoe gas in sterrenstelsels terechtkomt en stergeboorte voedt. Astronomen gebruiken simulaties en proberen de instroom van gas in andere sterrenstelsels te begrijpen. Maar hier, het gas wordt op heterdaad betrapt terwijl het over de schijf van de Melkweg beweegt. Ergens in de toekomst, planeten en zonnestelsels in onze melkweg zijn mogelijk geboren uit materiaal dat vroeger deel uitmaakte van de Kleine Magelhaense Wolk.

The team's study appears in the Feb. 20, 2018, issue of the Astrofysisch tijdschrift .

As Fox and his team look ahead, they hope to map out the full size of the Leading Arm—something that is still unknown.