Volgens de laatste kosmologische modellen, grote spiraalstelsels zoals de Melkweg groeiden door kleinere sterrenstelsels te absorberen, door een soort galactisch kannibalisme. Het bewijs hiervoor wordt geleverd door zeer grote structuren, de getijde stellaire stromen, die om hen heen worden waargenomen, die de overblijfselen zijn van deze satellietstelsels. Maar de volledige geschiedenis van de meeste van deze gevallen is moeilijk te bestuderen, omdat deze stromen van sterren erg zwak zijn, en alleen de overblijfselen van de meest recente fusies zijn ontdekt.

Een studie geleid door het Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), met de deelname van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), heeft gedetailleerde waarnemingen gedaan van een grote getijdenstroom rond het Sombrero-sterrenstelsel, waarvan de vreemde morfologie nog steeds niet definitief is verklaard. De resultaten worden vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

Het Sombrero-sterrenstelsel (Messier 104) is een sterrenstelsel op zo'n dertig miljoen lichtjaar afstand, die deel uitmaakt van de Lokale Supercluster (een groep sterrenstelsels die de Maagd-cluster omvat en de Lokale Groep die de Melkweg bevat). Het heeft ongeveer een derde van de diameter van de Melkweg, en vertoont kenmerken van beide dominante typen sterrenstelsels in het heelal, de spiralen en de elliptische trainers. Het heeft spiraalarmen, en een zeer grote heldere centrale uitstulping, waardoor het eruitziet als een hybride van de twee typen.

"Ons motief voor het verkrijgen van deze zeer diepe beelden van het Sombrero-sterrenstelsel (Messier 104) was om te zoeken naar de overblijfselen van zijn versmelting met een zeer massief melkwegstelsel. Deze mogelijke botsing werd onlangs gesuggereerd op basis van studies van de stellaire populatie van zijn vreemde halo verkregen met de Hubble-ruimtetelescoop, " zegt David Martínez-Delgado, een onderzoeker bij de IAA-CSIC en eerste auteur van de paper die het werk rapporteert.

De waarnemingen met de Hubble, in 2020, toonde aan dat de halo, een uitgestrekt en zwak gebied rond het Sombrero-sterrenstelsel, toont vele sterren rijk aan metalen, elementen zwaarder dan waterstof en helium. Dit is kenmerkend voor nieuwe generaties sterren, die normaal worden aangetroffen in de schijven van sterrenstelsels, en zijn vrij ongebruikelijk in galactische halo's, die worden bevolkt door oude sterren. Om hun aanwezigheid te verklaren, suggereerden astronomen wat bekend staat als 'een natte fusie', een scenario waarin een groot elliptisch sterrenstelsel wordt verjongd door grote hoeveelheden gas en stof van een ander massief sterrenstelsel, die ging in de vorming van de schijf die we nu waarnemen.

"In onze afbeeldingen hebben we geen enkel bewijs gevonden om deze hypothese te ondersteunen, hoewel we niet kunnen uitsluiten dat het enkele duizenden miljoenen jaren geleden had kunnen gebeuren, en het puin is nu volledig verdwenen -legt David Martínez-Delgado uit-. Tijdens onze zoektocht hebben we voor het eerst de volledige getijdenstroom kunnen traceren die de schijf van dit sterrenstelsel omringt, en onze theoretische simulaties hebben ons de vorming ervan in de afgelopen drie miljard jaar laten reconstrueren, door kannibalisme van een satelliet-dwergstelsel."

"Observatietechnieken in de hedendaagse astrofysica hebben geavanceerde beeldverwerking nodig. Onze modellering van de heldere sterren rond het Sombrero-sterrenstelsel, en tegelijkertijd heeft het halolicht van de melkweg zelf ons in staat gesteld om de aard van deze getijdenstroom te onthullen. Het is opmerkelijk dat we dankzij deze geavanceerde fotometrische technieken frontliniewetenschap hebben kunnen doen met een Messier-object met slechts een telescoop van 18 cm (diameter), " legt Javier Román uit, een postdoctoraal onderzoeker bij de IAC en een co-auteur van de studie.

Het onderzoeksteam verwerpt het idee dat de grote stellaire getijdenstroom, al meer dan drie decennia bekend, verband zou kunnen houden met de gebeurtenis die de vreemde morfologie van het Sombrero-sterrenstelsel heeft voortgebracht dat, als het werd veroorzaakt door een natte fusie, zou de interactie van twee sterrenstelsels met grote massa's nodig hebben.

Het werk is mogelijk gemaakt dankzij de samenwerking tussen professionele en amateurastronomen. "We hebben samengewerkt met de Spaanse astrofotograaf Manuel Jiménez, die de beelden maakte met een robottelescoop van 18 centimeter doorsnee, en de bekende Australische astrofotograaf David Malin, die deze getijdenstroom ontdekte op fotografische platen uit de jaren 90 van de vorige eeuw. Deze samenwerking toont het potentieel aan van amateurtelescopen om diepe opnamen te maken van nabije sterrenstelsels die belangrijke aanwijzingen geven over het proces van hun assemblage dat tot op de dag van vandaag voortduurt, " besluit Martínez-Delgado.