Het meest lichtgevende sterrenstelsel dat ooit is ontdekt, kannibaliseert niet één, niet twee, maar ten minste drie van zijn kleinere buren, volgens een nieuwe studie die vandaag (15 november) in het tijdschrift is gepubliceerd Wetenschap en co-auteur van wetenschappers van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. Het materiaal dat de melkweg van zijn buren steelt, draagt ​​waarschijnlijk bij aan zijn überhelderheid, blijkt uit de studie.

Ontdekt door NASA's op de ruimte gebaseerde Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) in 2015, het sterrenstelsel, genaamd WISE J224607.55-052634.9, is zeker niet het grootste of meest massieve sterrenstelsel dat we kennen, maar het straalt 350 biljoen keer de helderheid van de zon uit. Als alle sterrenstelsels op gelijke afstand van ons zouden staan, WISE J224607.55-052634.9 (of kortweg W2246-0526) zou de slimste zijn.

Nieuwe waarnemingen met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili onthullen duidelijke stofsporen die van drie kleinere sterrenstelsels naar W2246-0526 worden getrokken. De paden bevatten ongeveer net zoveel materiaal als de kleinere sterrenstelsels zelf, en het is onduidelijk of die sterrenstelsels aan hun huidige lot zullen ontsnappen of volledig zullen worden verteerd door hun lichtgevende buurman.

Het grootste deel van de recordbrekende helderheid van W2246-0526 komt niet alleen van sterren, maar ook een verzameling heet gas en stof geconcentreerd rond het centrum van de melkweg. In het hart van deze wolk bevindt zich een superzwaar zwart gat, onlangs vastgesteld dat het 4 miljard keer massiever is dan de zon. In de intense zwaartekracht, materie valt met hoge snelheid naar het zwarte gat, tegen elkaar botsen en opwarmen tot miljoenen graden, waardoor het materiaal schittert met een ongelooflijke schittering. Sterrenstelsels die dit soort lichtgevende, zwart-gat-aangedreven structuren staan ​​bekend als quasars.

Zoals elke motor op aarde, De enorme energie-output van de W2246-0526 vereist een even hoge brandstofinput. In dit geval, dat betekent gas en stof om sterren te vormen en de wolk rond het centrale zwarte gat aan te vullen. De nieuwe studie toont aan dat de hoeveelheid materiaal die door WJ2246-0526 van zijn buren wordt aangegroeid, voldoende is om aan te vullen wat wordt verbruikt, waardoor de enorme helderheid van de melkweg behouden blijft.

"Het is mogelijk dat deze voerwaanzin al een tijdje aan de gang is, en we verwachten dat het galactische feest nog minstens een paar honderd miljoen jaar zal duren, " zei Tanio Diaz-Santos van de Universidad Diego Portales in Santiago, Chili, hoofdauteur van de studie.

In de nieuwe studie de wetenschappers gebruikten afbeeldingen van ALMA - een verzameling afzonderlijke radioantennes die samenwerken als één telescoop - om de stoffige sporen van materiaal te identificeren. De positie van de accretiesporen doet sterk vermoeden dat ze materiaal bevatten dat tussen W2246-0526 en de andere sterrenstelsels stroomt. In aanvulling, de paden vertonen de juiste morfologie - dat wil zeggen, de vorm van de sporen komt overeen met hoe het materiaal zou moeten stromen als het van het ene sterrenstelsel naar het andere wordt getrokken.

Dit soort galactisch kannibalisme is niet ongewoon. Astronomen hebben eerder sterrenstelsels waargenomen die samensmelten met of samengroeiden met materie van hun buren in het nabije heelal. Bijvoorbeeld, het paar sterrenstelsels dat gezamenlijk bekend staat als "de muizen" worden zo genoemd omdat elk een lange, dunne staart van aangroeiend materiaal dat zich ervan uitstrekt.

W2246-0526 is het verste sterrenstelsel dat ooit materiaal uit meerdere bronnen heeft verzameld. Het licht van W2246-0526 deed er 12,4 miljard jaar over om ons te bereiken, dus astronomen zien het object zoals het was toen ons universum slechts een tiende van zijn huidige leeftijd van 13,8 miljard jaar was. Op die afstand, de materiaalstromen die in W2246-0526 vallen, zijn bijzonder zwak en moeilijk te detecteren. Het onderzoek is gebaseerd op 2,5 uur observatietijd met 40 van ALMA's 12-meter radioschotels.

"We wisten uit eerdere gegevens dat er drie begeleidende sterrenstelsels waren, maar er was geen bewijs van interacties tussen deze buren en de centrale bron, " zei Diaz-Santos. "We waren niet op zoek naar kannibalistisch gedrag en hadden het ook niet verwacht, maar deze diepe duik met het ALMA-observatorium maakt het heel duidelijk."

W2246-0526 valt in een speciale categorie van bijzonder lichtgevende quasars die bekend staan ​​als heet, door stof verduisterde sterrenstelsels, of hotdogs. Astronomen denken dat de meeste quasars een deel van hun brandstof uit externe bronnen halen. Een mogelijkheid is dat deze objecten een langzaam stroompje materiaal ontvangen uit de ruimte tussen sterrenstelsels. Een andere is dat ze zich voeden met uitbarstingen door andere sterrenstelsels op te eten, wat lijkt te gebeuren met W2246-0526. Het is onduidelijk of W2246-0526 representatief is voor andere verduisterde quasars (die met hun centrale motoren verduisterd door dikke stofwolken) of dat het een speciaal geval is.

"Dit sterrenstelsel kan uniek zijn, omdat het bijna twee keer zo lichtgevend is als elk ander sterrenstelsel dat we met WISE hebben gevonden en het heel vroeg in de geschiedenis van het universum is gevormd, " zei Peter Eisenhardt, JPL-projectwetenschapper voor WISE en co-auteur van het nieuwe artikel. "Maar we hebben veel andere sterrenstelsels met WISE ontdekt die op deze lijken:ver, stoffig en duizenden keren helderder dan typische sterrenstelsels tegenwoordig zijn. Dus met W2246-0526, we kunnen zien wat er gebeurt tijdens een sleutelfase in de evolutie van sterrenstelsels en verduisterde quasars."

uiteindelijk, de vraatzucht van de melkweg kan alleen maar leiden tot zelfvernietiging. Wetenschappers veronderstellen dat verduisterde quasars die te veel materiaal om zich heen verzamelen, uiteindelijk gas en stof door de melkweg teruggeven. Deze aanval van materiaal stopt de vorming van nieuwe sterren, in wezen duwen de melkweg naar pensionering terwijl andere melkwegstelsels zichzelf blijven vernieuwen met de geboorte van nieuwe sterren.

Een begeleidende studie over W2246-0526, gepubliceerd op 14 november in de Astrofysisch tijdschrift , leverde de massameting voor het superzware zwarte gat in het centrum van de melkweg - 4 miljard keer de massa van de zon. Deze massa is groot, maar men dacht dat de extreme helderheid van W2246-0526 een superzwaar zwart gat nodig had met een massa die minstens drie keer groter was, volgens de papierschrijvers. Het oplossen van deze schijnbare tegenstrijdigheid vereist meer observaties.