Tijdens het observeren van een pas slapend sterrenstelsel met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Hubble Space Telescope (HST), ontdekten wetenschappers dat het was gestopt met het vormen van sterren, niet omdat het al zijn gas had opgebruikt, maar omdat het meeste van zijn stervormende brandstof was uit het systeem gegooid toen het opging in een ander sterrenstelsel. Het resultaat is een primeur voor ALMA-wetenschappers. Bovendien kunnen de resultaten, als ze vaak voorkomen, de manier veranderen waarop wetenschappers denken over fusies en sterfgevallen van sterrenstelsels. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters .

Terwijl sterrenstelsels door het heelal bewegen, komen ze soms andere sterrenstelsels tegen. Terwijl ze op elkaar inwerken, trekt de zwaartekracht van elk sterrenstelsel aan het andere. Het daaropvolgende touwtrekken slingert gas en sterren weg van de sterrenstelsels en laat stromen van materiaal achter die bekend staan ​​als getijdenstaarten.

En dat is precies wat wetenschappers geloven dat er is gebeurd met SDSS J1448 + 1010, maar met een plotwending. Het massieve sterrenstelsel, dat werd geboren toen het universum ongeveer de helft van zijn huidige leeftijd was, is bijna volledig versmolten met een ander sterrenstelsel. Tijdens waarnemingen met de HST en ALMA - een internationale samenwerking waarin het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) van de Amerikaanse National Science Foundation een partner is - ontdekten wetenschappers getijdenstaarten die ongeveer de helft van het koude, stervormende gas van het hele systeem bevatten. De ontdekking van het met geweld afgedankte materiaal - gelijk aan 10 miljard keer de massa van de zon van de aarde - was een aanwijzing dat de fusie verantwoordelijk zou kunnen zijn voor het uitdoven van stervorming, en dat hadden wetenschappers niet verwacht.

"Wat dit enorme sterrenstelsel aanvankelijk interessant maakte, was dat het om de een of andere reden zo'n 70 miljoen jaar geleden plotseling stopte met het vormen van sterren, onmiddellijk na een uitbarsting van stervormingsactiviteit. De meeste sterrenstelsels zijn blij om gewoon sterren te blijven vormen", zei Justin Spilker, een astronoom aan de Texas A&M University en de hoofdauteur van het artikel. "Onze waarnemingen met ALMA en Hubble hebben aangetoond dat de echte reden waarom het sterrenstelsel stopte met het vormen van sterren, is dat het fusieproces ongeveer de helft van de gasbrandstof voor stervorming in de intergalactische ruimte uitstootte. Zonder brandstof kon het sterrenstelsel niet doorgaan met het vormen van sterren."

De ontdekking werpt licht op de processen waarmee sterrenstelsels leven of sterven, en helpt wetenschappers hun evolutie beter te begrijpen.

"Als we naar het universum kijken, zien we enkele sterrenstelsels die actief nieuwe sterren vormen, zoals onze eigen Melkweg, en andere die dat niet zijn. Maar die 'dode' sterrenstelsels bevatten veel oude sterren, dus ze moeten vormde op een gegeven moment al die sterren en stopte toen met het maken van nieuwe', zegt Wren Suess, een fellow kosmologie aan de University of California Santa Cruz en een co-auteur van het artikel. "We begrijpen nog steeds niet alle processen die ervoor zorgen dat sterrenstelsels stoppen met het vormen van sterren, maar deze ontdekking laat zien hoe krachtig deze grote fusies van sterrenstelsels zijn en hoeveel ze van invloed kunnen zijn op hoe een sterrenstelsel in de loop van de tijd groeit en verandert."

Omdat het nieuwe resultaat afkomstig is van een enkele waarneming, is het momenteel onduidelijk hoe vaak dit touwtrekken en de daaruit voortvloeiende rust kan zijn. De ontdekking daagt echter lang gekoesterde theorieën uit over hoe stervorming precies stopt en sterrenstelsels sterven en heeft wetenschappers een spannende nieuwe uitdaging opgeleverd:meer voorbeelden vinden.

"Hoewel het uit dit systeem vrij duidelijk is dat koud gas echt ver buiten een samensmeltingssysteem kan komen dat een sterrenstelsel afsluit, zegt de steekproefomvang van één sterrenstelsel ons heel weinig over hoe vaak dit proces is", zegt David Setton, een afgestudeerde student in de afdeling natuurkunde en astronomie aan de Universiteit van Pittsburgh en een co-auteur van het artikel. "Maar er zijn veel sterrenstelsels zoals J1448 + 1010 die we midden in die crashes kunnen vangen en precies kunnen bestuderen wat er met hen gebeurt als ze door dat stadium gaan. Het uitwerpen van koud gas is een opwindend nieuw stukje van de rustpuzzel, en we zijn verheugd om te proberen meer voorbeelden hiervan te vinden."

Spilker voegde toe:"Astronomen dachten vroeger dat de enige manier om sterrenstelsels te laten stoppen met het vormen van sterren was door echt gewelddadige, snelle processen, zoals een stel supernova's die in de melkweg exploderen om het grootste deel van het gas uit de melkweg te blazen en de rest op te warmen Onze nieuwe waarnemingen laten zien dat er geen 'flitsend' proces nodig is om stervorming af te snijden. Het veel langzamere samensmeltingsproces kan ook een einde maken aan stervorming en sterrenstelsels.' + Verder verkennen

Astronomen ontdekken hoe sterrenstelsels ontstaan ​​door fusies