Jonge sterrenstelsels hebben ook al spiraalarmen, balken en ringen

Links: het sterrenstelsel ALESS 17.1 op 10 miljard lichtjaar van ons vandaan. Rechts: NGC1300, een vergelijkbaar balksterrenstelsel op slechts 61 miljoen lichtjaar. (c) Links: ALMA/Jacqueline Hodge et al. Rechts: ESO/P. Grosbøl
Links: het sterrenstelsel ALESS 17.1 op 10 miljard lichtjaar van ons vandaan. Rechts: NGC1300, een vergelijkbaar balksterrenstelsel op slechts 61 miljoen lichtjaar. (c) Links: ALMA/Jacqueline Hodge et al. Rechts: ESO/P. Grosbøl

Jonge sterrenstelsels zijn minder rommelig dan verwacht en blijken ook al spiraalarmen, balken en ringen te bevatten. Dat stelt een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Jacqueline Hodge (Universiteit Leiden). De jonge, ver van ons verwijderde, sterrenstelsels waren tot nu toe wazige stipjes, maar werden door de ALMA-telescoop in Chili voor het eerst in meer detail zichtbaar. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in The Astrophysical Journal.

De onderzoekers zoomden in op het sterrenbeeld Oven (Fornax) aan de zuidelijke sterrenhemel. Ongeveer twintig jaar geleden ontdekten astronomen daar een nieuwe verzameling sterrenstelsels die slechts een paar miljard jaar na de oerknal waren ontstaan. Twintig jaar geleden waren de telescopen nog niet goed genoeg en zagen ze de sterrenstelsels op 10 miljard lichtjaar afstand alleen als vage vlekjes.

De sterrenkundigen deden hun nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili. Dat is een verzameling radioschotels die op millimetergolflengten opereert en weinig last heeft van gas- en stofwolken rond verre sterrenstelsels.

Voor de astronomen kwamen de balken, ringen en spiraalarmen als een verrassing. Ze dachten altijd dat dit soort regelmatige structuren alleen voorkomen bij volgroeide, min of meer tot rust gekomen sterrenstelsels en niet bij jonge sterrenstelsels.

De onderzoekers zijn vooral opgetogen over de balkvormige structuren. Balken zijn namelijk een soort buizen die gas naar het centrum van het sterrenstelsel leiden. Daardoor kunnen er snel nieuwe sterren ontstaan. Hoofdonderzoeker Jacqueline Hodge (Universiteit Leiden): "We wisten al dat er snelle stervorming was, maar we konden het niet heel goed verklaren. Dankzij de balkvormige structuren is de snelle stervorming nu veel beter verklaarbaar."

Eerder, in 2013, bekeken Jacqueline Hodge en collega's hetzelfde stukje heelal. Toen ontdekten ze dat wat voorheen één sterrenstelsel leek, er vaak twee of meer waren. Nu, in 2019, zagen de astronomen voor het eerst duidelijke structuren.

In de toekomst willen de astronomen de jonge sterrenstelsels op meerdere momenten bestuderen. Zo krijgen ze een beeld van de bewegingen in de stelsels en kunnen ze hun hypothese over snelle stervorming toetsen.

Wetenschappelijk artikel
ALMA reveals potential evidence for spiral arms, bars, and rings in high-redshift submillimeter galaxies. Door: J.A. Hodge, I. Smail, F. Walter, E. da Cunha, A.M. Swinbank, M. Rybak, B. Venemans, W.N. Brandt, G. Calistro Rivera, S.C. Chapman, Chian-Chou Chen, P. Cox, H. Dannerbauer, R. Decarli, T.R. Greve, R.J. Ivison, K.K. Knudsen, K.M. Menten, E. Schinnerer, J.M. Simpson, P. van der Werf, J.L. Wardlow & A. Weiss. Geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal (gratis preprint)

Links: spiraalstelsel ALESS 112.1 op 10 miljard lichtjaar van ons vandaan. Rechts: NGC 5247, een spiraalstelsel op slechts 50 miljoen lichtjaar. (c) Links: ALMA/Jacqueline Hodge et al. Rechts: ESO/P. Grosbøl

Links: spiraalstelsel ALESS 112.1 op 10 miljard lichtjaar van ons vandaan. Rechts: NGC 5247, een spiraalstelsel op slechts 50 miljoen lichtjaar. (c) Links: ALMA/Jacqueline Hodge et al. Rechts: ESO/P. Grosbøl