Hoewel het ruimtevaartuig zijn voorraad vloeibare heliumkoelvloeistof heeft opgebruikt die nodig is om de infrarode energie van het verre heelal te observeren, helpen gegevens die zijn verzameld door ESA's Herschel-ruimtetelescoop nog steeds om kosmische mysteries te ontrafelen - zoals hoe vroege elliptische sterrenstelsels zo snel zo groot werden, vullend omhoog met sterren en dan, vrij plotseling, de stervorming helemaal afsluiten.
Nu, gebruikmakend van informatie die aanvankelijk door Herschel was verzameld en vervolgens nader onderzocht met verschillende andere ruimte- en grondobservatoria, hebben onderzoekers een "ontbrekende schakel" gevonden in de evolutie van vroege elliptische stelsels: een enorme ster-vonkende samensmelting van twee enorme sterrenstelsels, gevangen op heterdaad toen het heelal nog maar 3 miljard jaar oud was.
Het is een al lang bestaand kosmologisch raadsel: hoe vormden zich enorme sterrenstelsels in het vroege heelal? Waarnemingen van verre grote elliptische sterrenstelsels vol oude rode sterren (en enkele heldere, jonge) die bestonden toen het heelal nog maar een paar miljard jaar oud was, komt gewoon niet overeen met hoe zulke sterrenstelsels ooit werden gedacht te vormen - namelijk door de geleidelijke opeenhoping van veel kleinere dwergstelsels.
Maar zo'n proces zou tijd vergen - veel langer dan een paar miljard jaar. Een andere suggestie is dus dat enorme elliptische sterrenstelsels gevormd zouden kunnen zijn door de botsing en samenvoeging van grote sterrenstelsels, elk gevuld met gas, stof en nieuwe sterren ... en dat de fusie een waanzinnige formatie van nog meer sterren zou veroorzaken.
Onderzoek naar een helder gebied dat voor het eerst werd gevonden door Herschel, genaamd HXMM01, heeft een dergelijke fusie van twee sterrenstelsels op 11 miljard lichtjaar afstand aangetoond.
De enorme sterrenstelsels zijn met elkaar verbonden door een gasbrug en hebben elk een stellaire massa van ongeveer 100 miljard zonnen - en ze brengen nieuwe sterren voort met een ongelooflijke snelheid van ongeveer 2000 per jaar.
"We kijken naar een jongere fase in het leven van deze sterrenstelsels - een uitbarsting van activiteit die niet lang zal duren", zegt Hai Fu van de Universiteit van Californië in Irvine, hoofdauteur van een nieuwe studie die de resultaten beschrijft .
Verborgen achter enorme wolken van kosmisch stof, had het de hittezoekende ogen van Herschel nodig om HXMM01 zelfs maar te zien.
"Deze versmeltende sterrenstelsels barsten van nieuwe sterren en zijn volledig verborgen door stof", zegt co-auteur Asantha Cooray, ook van de University of California in Irvine. "Zonder de ver-infrarode detectoren van Herschel hadden we niet door het stof kunnen kijken naar de actie die erachter plaatsvindt."
Herschel zag het aanvallende duo voor het eerst in beelden gemaakt met infrarood licht met een langere golflengte, zoals te zien is in de afbeelding hierboven aan de linkerkant. Vervolgobservaties van veel andere telescopen hielpen bij het bepalen van de extreme mate van stervorming die plaatsvindt in de fusie, evenals de ongelooflijke massa.
De afbeelding rechts laat een close-up zien, met de versmolten sterrenstelsels omcirkeld. De rode gegevens zijn afkomstig van de Submillimeter Array van het Smithsonian Astrophysical Observatory bovenop Mauna Kea, Hawaii, en tonen stofomhulde gebieden met stervorming. De groene gegevens, genomen door de Very Large Array van de National Radio Astronomy Observatory in de buurt van Socorro, N.M., tonen koolmonoxidegas in de sterrenstelsels. Daarnaast toont het blauw sterrenlicht.
Hoewel de sterrenstelsels in HXMM01 elk jaar duizenden nieuwe sterren produceren dan onze eigen Melkweg, is zo'n hoge stervormingssnelheid niet houdbaar. Het gasreservoir in het systeem zal snel uitgeput raken, waardoor verdere stervorming wordt gestopt en er een vergrijzende populatie van lichte, koele, rode sterren ontstaat, die de stervorming effectief 'uitschakelt', zoals werd waargenomen in andere vroege elliptische trainers.
Dr. Fu en zijn team schatten dat het ongeveer 200 miljoen jaar zal duren om al het gas in sterren om te zetten, en het fusieproces zal binnen een miljard jaar zijn voltooid. Het eindproduct zal een enorm rood en dood elliptisch sterrenstelsel zijn van ongeveer 400 miljard zonsmassa's.
De studie is gepubliceerd in het online nummer van 22 mei Natuur.
Lees hier meer over het ESA Herschel-persbericht, evenals op de NASA-site hier. Bekijk ook een animatie van de galactische fusie hieronder:
Hoofdbeeldkrediet: ESA / NASA / JPL-Caltech / UC Irvine / STScI / Keck / NRAO / SAO
