Wetenschappers weten al lang dat sterrenstelsels in de loop van de kosmische evolutie groter worden door kleinere sterrenstelsels te consumeren. Het bewijs hiervan is te zien door galactische halo's te observeren, waar de sterren van gekannibaliseerde sterrenstelsels nog steeds staan. Dit geldt zeker voor het Andromeda-sterrenstelsel (ook bekend als M31, de naaste buur van de aarde), dat een enorme en bijna onzichtbare halo van sterren heeft die groter is dan het sterrenstelsel zelf.
Wetenschappers geloofden enige tijd dat deze halo het resultaat was van honderden kleinere fusies. Maar dankzij een nieuwe studie door een team van onderzoekers aan de Universiteit van Michigan, lijkt het er nu op dat de halo van Andromeda het resultaat is van het kannibaliseren van een enorm sterrenstelsel zo'n twee miljard jaar geleden. Het bestuderen van de overblijfselen van dit sterrenstelsel zal astronomen helpen begrijpen hoe schijfstelsels (zoals de Melkweg) evolueren en grote fusies overleven.
De studie, getiteld "De belangrijkste fusie van het Andromedastelsel ongeveer 2 miljard jaar geleden als de waarschijnlijke stamvader van M32", verscheen onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift Natuur. De studie werd uitgevoerd door Richard D'’ouza, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Michigan en het Vaticaan Observatorium; en Eric F. Bell, de Arthur F. Thurnau Professor aan de Universiteit van Michigan.
Met behulp van computermodellen konden Richard D'’souza en Eric Bell samenstellen hoe een ooit zo groot sterrenstelsel (genaamd M32p) ontwrichtte en uiteindelijk fuseerde met Andromeda. Uit hun simulaties stelden ze vast dat de M32p minstens 20 keer groter was dan welk sterrenstelsel dan ook dat in de loop van zijn leven met de Melkweg is versmolten.
M32p zou daarom het op twee na grootste lid van de Lokale Groep van melkwegstelsels zijn geweest, na de Melkweg en de Andromeda-sterrenstelsels, en was daarom iets van een "lang verloren broer of zus". Uit hun simulaties bleek echter ook dat veel kleinere sterrenstelsels in de loop van de tijd met Andromeda fuseerden. Maar in het verleden is de halo van Andromeda het resultaat van een enkele massale fusie. Zoals D'ouza uitlegde in een recent persbericht van Michigan News:
'Het was een' eureka'-moment. We realiseerden ons dat we deze informatie van de buitenste stellaire halo van Andromeda konden gebruiken om de eigenschappen van de grootste van deze versnipperde sterrenstelsels af te leiden. Astronomen bestuderen al zo lang de Lokale Groep - de Melkweg, Andromeda en hun metgezellen. Het was schokkend om te beseffen dat de Melkweg een grote broer en zus had en dat wisten we nooit. '
Deze studie zal astronomen niet alleen helpen begrijpen hoe sterrenstelsels zoals de Melkweg en Andromeda door fusies zijn gegroeid, het kan ook licht werpen op een al lang bestaand mysterie - en zo is het Andromeda-satellietstelsel (M32) ontstaan. Volgens hun studie zijn D''Souza en Bell van mening dat M32 het overgebleven centrum is van M32p, wat overbleef nadat de spiraalarmen waren verwijderd.
'M32 is een gek', zei Bell. “Hoewel het lijkt op een compact voorbeeld van een oud, elliptisch sterrenstelsel, heeft het eigenlijk veel jonge sterren. Het is een van de meest compacte sterrenstelsels in het universum. Er is geen andere melkweg zoals deze. " Volgens D'ouza en Bell kan deze studie ook het traditionele begrip van hoe sterrenstelsels evolueren veranderen. In de astronomie zegt conventionele wijsheid dat grote interacties schijfstelsels zouden vernietigen en elliptische sterrenstelsels zouden vormen.
Maar als Andromeda inderdaad een inslag met een enorm sterrenstelsel overleefde, zou dat aangeven dat dit niet het geval is. De timing van de fusie kan ook een verklaring zijn voor recente onderzoeksresultaten die erop wezen dat de schijf van het Andromedastelsel twee miljard jaar geleden verdikte, wat leidde tot een uitbarsting van stervorming. Zoals Bell uitlegde:
“De Andromeda Galaxy, met een spectaculaire uitbarsting van stervorming, zou er 2 miljard jaar geleden zo anders uit hebben gezien. Toen ik op de graduate school zat, kreeg ik te horen dat als ik wist hoe de Andromeda-melkweg en zijn satellietmelkweg M32 zich vormden, de mysteries van de vorming van sterrenstelsels ver zouden ontrafelen. '
Uiteindelijk zou deze methode ook kunnen worden gebruikt om andere sterrenstelsels te bestuderen en te bepalen welke de grootste fusies waren die ze hebben ondergaan. Dit zou wetenschappers in staat kunnen stellen het ingewikkelde proces dat de groei van sterrenstelsels stimuleert, beter te begrijpen en hoe fusies sterrenstelsels beïnvloeden. Deze kennis zal zeker van pas komen als het erom gaat te bepalen wat er met ons sterrenstelsel zal gebeuren als het over een paar miljard jaar samengaat met Andromeda.
