Een klein hoekje van het enorme Andromeda-sterrenstelsel (M31). Afbeelding tegoed: Subaru. Klik om te vergroten.
Het prachtige Andromeda-sterrenstelsel verscheen als een warme, donzige klodder voor de Ouden. Millennia later leek het voor moderne astronomen een uitstekende gelegenheid om het universum beter te begrijpen. In dat laatste opzicht is onze naaste galactische buur een geschenk dat maar blijft geven.
Scott Chapman, van het California Institute of Technology, en Rodrigo Ibata, van het Observatoire Astronomique de Strasbourg in Frankrijk, hebben een team van astronomen geleid in een project om de gedetailleerde bewegingen van sterren in de buitenwijken van het Andromeda-sterrenstelsel in kaart te brengen. Hun recente waarnemingen met de Keck-telescopen laten zien dat de ijle strooi van sterren die zich buiten het sterrenstelsel uitstrekken, eigenlijk deel uitmaakt van de hoofdschijf zelf. Dit betekent dat de spiraalschijf van sterren in Andromeda drie keer zo groot is als eerder werd geschat.
Tijdens de jaarlijkse zomerbijeenkomst van de American Astronomical Society vandaag, zal Chapman het bewijs schetsen dat er een enorme, verlengde stellaire schijf is die de melkweg meer dan 220.000 lichtjaar in diameter maakt. Eerder dachten astronomen die naar het zichtbare bewijsmateriaal dachten dat Andromeda ongeveer 70.000 tot 80.000 lichtjaar in doorsnee was. Andromeda zelf is ongeveer 2 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd.
De nieuwe dimensionale maat is gebaseerd op de bewegingen van ongeveer 3.000 sterren op enige afstand van de schijf waarvan men dacht dat ze slechts de "halo" van sterren in de regio waren en geen deel van de schijf zelf. Door zeer nauwkeurige metingen van de "radiale snelheden" te doen, konden de onderzoekers precies bepalen hoe elke ster bewoog ten opzichte van de melkweg.
De resultaten toonden aan dat de afgelegen sterren in het vlak van de Andromeda-schijf zelf zitten en bovendien met een snelheid bewegen die aangeeft dat ze zich in een baan rond het centrum van de melkweg bevinden. Dit betekent in wezen dat de schijf van sterren veel groter is dan voorheen bekend.
Verder hebben de onderzoekers vastgesteld dat de aard van de 'inhomogene roterende schijf' - met andere woorden de klonterige en klonterige buitenste randen van de schijf - aantoont dat Andromeda het resultaat moet zijn van lang geleden samengeslagen satellietstelsels. Als dat niet het geval was, zouden de sterren gelijkmatiger zijn verdeeld.
Ibata: 'Deze ontdekking van een gigantische schijf zal heel moeilijk te verzoenen zijn met computersimulaties van het vormen van sterrenstelsels. Je krijgt gewoon geen gigantische roterende schijven door de aanwas van kleine fragmenten van sterrenstelsels. "
De huidige resultaten, die het onderwerp zijn van twee reeds beschikbare papers en een derde die nog moet worden gepubliceerd, worden mogelijk gemaakt door technologische vooruitgang in de astrofysica. In dit geval heeft de Keck / DEIMOS-multi-objectspectrograaf die op de Keck II-telescoop is aangebracht, de spiegelgrootte en het vermogen om licht te verzamelen om zeer zwakke sterren af te beelden, evenals de spectrografische gevoeligheid om zeer nauwkeurige radiale snelheden te verkrijgen.
Een spectrograaf is nodig voor het werk omdat de beweging van sterren in een verafgelegen sterrenstelsel alleen binnen redelijke menselijke tijdsspanne kan worden gedetecteerd door af te leiden of de ster naar ons toe beweegt of weg van ons. Dit kan worden bereikt omdat het licht in discrete frequenties naar ons toe komt vanwege de elementen waaruit de ster bestaat.
Als de ster naar ons toe beweegt, heeft het licht de neiging om als het ware samen te proppen, waardoor het licht hoger in frequentie en 'blauwer' wordt. Als de ster van ons weg beweegt, heeft het licht meer ademruimte en wordt het lager in frequentie en 'roder'.
Als sterren aan de ene kant van Andromeda naar ons toe lijken te komen, terwijl sterren aan de andere kant van ons weg lijken te gaan, dan kan worden aangenomen dat de sterren rond het centrale object draaien.
De uitgebreide stellaire schijf is in het verleden onopgemerkt gebleven omdat sterren die in het gebied van de schijf verschijnen niet bekend konden zijn als onderdeel van de schijf totdat hun bewegingen waren berekend. Bovendien lijkt het inhomogene 'fuzz' waaruit de uitgebreide schijf bestaat niet op een schijf, maar lijkt het eerder een gefragmenteerde, rommelige halo die is opgebouwd uit vele eerdere sterrenstelsels die in Andromeda zijn neergestort, en er werd aangenomen dat sterren in deze regio zou alle kanten op gaan.
'Al deze sterren in een geordende rotatie vinden was de laatste verklaring die iemand zou bedenken', zegt Chapman.
Aan de andere kant is de ontdekking dat het grootste deel van de complexe structuur in het buitengebied van Andromeda met de schijf meedraait een zegen voor het bestuderen van de echte onderliggende stellaire halo van de melkweg. Met behulp van deze nieuwe informatie zijn de onderzoekers in staat geweest om de willekeurige bewegingen van sterren in de stellaire halo zorgvuldig te meten, waarbij ze de massa en de vorm van de ongrijpbare donkere materie eromheen hebben onderzocht.
Hoewel het belangrijkste werk werd gedaan in het Keck Observatorium, werden de originele beelden die de mogelijkheid van een verlengde schijf mogelijk maakten, gemaakt met de Isaac Newton Telescope's Wide-Field Camera. De telescoop, die zich op de Canarische Eilanden bevindt, is bedoeld voor onderzoeken en diende in het geval van deze studie goed als begeleidend instrument.
Chapman zegt dat verder onderzoek nodig zal zijn om te bepalen of de uitgebreide schijf slechts een eigenaardigheid is van het Andromeda-sterrenstelsel, of misschien typerend is voor andere sterrenstelsels.
Het hoofdartikel waarmee de AAS-persconferentie van vandaag zich bezighoudt, zal dit jaar worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal met de titel 'On the Accretion Origin of a Vast Extended Stellar Disk Around the Andromeda Galaxy'. Naast Chapman en Ibata zijn de andere auteurs Annette Ferguson, University of Edinburgh; Geraint Lewis, Universiteit van Sydney; Mike Irwin, Cambridge University; en Nial Tanvir, University of Hertfordshire.
Oorspronkelijke bron: Caltech News Release
