Hoewel onze Melkweg is gevormd uit één gigantische wolk van gas en stof, heeft nieuw onderzoek uitgewezen dat de sterren in de schijf verschillen van die in de bobbel. Een nieuwe enquête heeft de hoeveelheid zuurstof in 50 sterren in de Melkweg gemeten met behulp van de Very Large Telescope van ESO om te bepalen wanneer en hoe de sterren zijn gevormd. Uit de enquête bleek dat sterren in de uitstulping waarschijnlijk zijn ontstaan in minder dan een miljard jaar na de oerknal, toen het heelal nog jong was; de sterren op de schijf kwamen later.
Astronomen kijken in detail naar de samenstelling van sterren met ESO's VLT en geven een frisse kijk op de geschiedenis van ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg. Ze onthullen dat het centrale deel van onze Melkweg niet alleen heel snel, maar ook onafhankelijk van de rest is gevormd.
"Voor het eerst hebben we duidelijk een‘ genetisch verschil ’vastgesteld tussen sterren in de schijf en de uitstulping van onze Melkweg, 'zei Manuela Zoccali, hoofdauteur van de paper die de resultaten presenteert in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics [1]. "We leiden hieruit af dat de bobbel sneller moet zijn gevormd dan de schijf, waarschijnlijk in minder dan een miljard jaar en toen het heelal nog erg jong was."
De Melkweg is een spiraalvormig sterrenstelsel, met pinwheel-vormige armen van gas, stof en sterren die in een afgeplatte schijf liggen en die zich rechtstreeks uitstrekken vanaf een sferische kern van sterren in het centrale gebied. De sferische kern wordt een uitstulping genoemd omdat deze uit de schijf puilt. Terwijl de schijf van onze Melkweg bestaat uit sterren van alle leeftijden, bevat de uitstulping oude sterren uit de tijd dat de Melkweg is gevormd, meer dan 10 miljard jaar geleden. Door de uitstulping te bestuderen, kunnen astronomen dus meer weten over hoe onze Melkweg is gevormd.
Om dit te doen, analyseerde een internationaal team van astronomen [2] in detail de chemische samenstelling van 50 gigantische sterren in vier verschillende delen van de hemel in de richting van de galactische uitstulping. Ze maakten gebruik van de FLAMES / UVES-spectrograaf op ESO's Very Large Telescope om spectra met hoge resolutie te verkrijgen.
De chemische samenstelling van sterren draagt de handtekening van de verrijkingsprocessen die de interstellaire materie heeft ondergaan tot het moment van hun vorming. Het hangt af van de voorgeschiedenis van stervorming en kan dus worden gebruikt om te concluderen of er een ‘genetische link’ is tussen verschillende stellaire groepen. Met name de vergelijking tussen zuurstof en ijzer in sterren is zeer illustratief. Zuurstof wordt voornamelijk geproduceerd bij de explosie van massieve, kortlevende sterren (zogenaamde type II-supernovae), terwijl ijzer in plaats daarvan voornamelijk afkomstig is van type Ia-supernovae [3], die veel langer nodig heeft om zich te ontwikkelen. Het vergelijken van zuurstof met ijzerovermaat geeft daarom inzicht in het stergeboortecijfer in het verleden van de Melkweg.
"Door de grotere omvang en het ijzergehalte van onze steekproef kunnen we veel robuustere conclusies trekken dan tot nu toe mogelijk was", zegt Aurelie Lecureur, van de Paris-Meudon Observatory (Frankrijk) en co-auteur van de paper.
De astronomen hebben duidelijk vastgesteld dat sterren in de uitstulping voor een bepaald ijzergehalte meer zuurstof bevatten dan hun tegenhangers in de schijf. Dit benadrukt een systematisch, erfelijk verschil tussen uitstulpingen en schijfsterren.
"Met andere woorden, bobbelsterren zijn niet ontstaan in de schijf en migreerden vervolgens naar binnen om de bobbel op te bouwen, maar vormden zich onafhankelijk van de schijf", zei Zoccali. "Bovendien is de chemische verrijking van de uitstulping, en dus ook de vormingstijd, sneller geweest dan die van de schijf."
Vergelijkingen met theoretische modellen geven aan dat de galactische uitstulping in minder dan een miljard jaar moet zijn ontstaan, waarschijnlijk door een reeks starbursts toen het heelal nog erg jong was.
Opmerkingen
[1]: "Zuurstofovermaat in de galactische uitstulping: bewijs voor snelle chemische verrijking" door Zoccali et al. Het is gratis beschikbaar als pdf-bestand op de website van de uitgever.
[2]: Het team bestaat uit Manuela Zoccali en Dante Minniti (Universidad Catolica de Chile, Santiago), Aurelie Lecureur, Vanessa Hill en Ana Gomez (Observatoire de Paris-Meudon, Frankrijk), Beatriz Barbuy (Universidade de Sao Paulo, Brazilië ), Alvio Renzini (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italië) en Yazan Momany en Sergio Ortolani (Universita di Padova, Italië).
[3]: Type Ia supernova's zijn een subklasse van supernova's die historisch geclassificeerd waren omdat ze niet de signatuur van waterstof in hun spectra vertoonden. Ze worden momenteel geïnterpreteerd als de verstoring van kleine, compacte sterren, witte dwergen genoemd, die materie van een metgezelster verkrijgen. Een witte dwerg vertegenwoordigt het voorlaatste stadium van een ster van het zonnetype. De kernreactor in zijn kern heeft lang geleden geen brandstof meer gehad en is nu inactief. Maar op een gegeven moment zal het montagegewicht van het ophopende materiaal de druk in de witte dwerg zo sterk hebben verhoogd dat de nucleaire as daar zal ontbranden en in nog zwaardere elementen zal gaan branden. Dit proces wordt al snel ongecontroleerd en de hele ster wordt in een dramatische gebeurtenis in stukken geblazen. Er wordt een extreem hete vuurbal gezien die vaak het melkwegstelsel overtreft.
Oorspronkelijke bron: ESO-persbericht
