Er is een nieuw concept in de maak met betrekking tot de evolutie van galactische armen en hoe ze over de structuur van spiraalstelsels bewegen. Robert Grand, een postdoctorale student aan het Mullard Space Science Laboratory van University College London, gebruikte nieuwe computermodellen om te suggereren dat deze kenmerkende kenmerken van spiraalstelsels - waaronder onze eigen Melkweg - op verschillende manieren evolueren dan eerder werd gedacht.
De huidige geaccepteerde theorie is dat terwijl spiraalstelsels draaien, de 'armen' eigenlijk voorbijgaande structuren zijn die bewegen aan de overkant de afgeplatte schijf van sterren die de galactische uitstulping omringen, maar de beweging van de individuele sterren zelf niet rechtstreeks beïnvloeden. Dit zou ongeveer hetzelfde werken als een 'golf' die door een menigte gaat tijdens een stadionevenement. De golf beweegt, maar de individuele mensen bewegen er niet mee mee - ze blijven liever zitten nadat hij is gepasseerd.
Maar toen Grand deze voorgestelde beweging onderzocht met computermodellen van sterrenstelsels, ontdekten hij en zijn collega's dat dit het geval was niet wat er gebeurde. In plaats daarvan de sterren eigenlijk bewoog mee met de armen, in plaats van hun posities te behouden.
Ook werd bij deze modellen opgemerkt dat de armen zelf geen permanente kenmerken zijn, maar eerder uiteenvallen en hervormen in de loop van 80 tot 100 miljoen jaar. Grand suggereert dat dit mogelijk te wijten is aan de krachtige zwaartekrachtschuifkrachten die worden gegenereerd door het ronddraaien van de melkweg.
“We simuleerden de evolutie van spiraalarmen voor een sterrenstelsel met vijf miljoen sterren over een periode van 6 miljard jaar. We ontdekten dat sterren veel efficiënter kunnen migreren dan iemand eerder dacht. De sterren zitten gevangen en bewegen langs de arm door hun zwaartekrachtinvloed, maar we denken dat de arm uiteindelijk zal breken door de schuifkrachten. ”
- Robert Grand
De computermodellen toonden ook aan dat de sterren langs de voorrand van de armen de neiging hadden naar binnen te bewegen in de richting van het galactische centrum, terwijl de sterren langs de achterliggende uiteinden naar de buitenrand van de melkweg werden gedragen.
Omdat het honderden miljoenen jaren duurt voordat een spiraalstelsel zelfs maar één enkele rotatie heeft voltooid, is het onmogelijk om hun evolutie en morfologie in realtime te observeren. Onderzoekers zoals Grand en zijn simulaties zijn de sleutel tot ons uiteindelijke begrip van hoe deze eilanden van sterren zijn gevormd en blijven zichzelf vormen tot de enorme, gevarieerde structuren die we tegenwoordig zien.
"Dit onderzoek heeft veel potentiële implicaties voor toekomstige observationele astronomie, zoals de volgende hoeksteenmissie van de European Space Agency, Gaia, waar MSSL ook nauw bij betrokken is. Naast het helpen begrijpen van de evolutie van ons eigen sterrenstelsel, kan het toepassingen hebben voor gebieden van stervorming. '
- Robert Grand
De resultaten werden op 20 april gepresenteerd tijdens de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Wales. Lees hier het persbericht op de website van de Royal Astronomical Society.
Bovenste afbeelding: M81, een spiraalstelsel vergelijkbaar met onze eigen Melkweg, is een van de helderste sterrenstelsels die vanaf de aarde te zien zijn. De spiraalarmen slingeren helemaal tot in de kern en bestaan uit jonge, blauwachtige, hete sterren die de afgelopen paar miljoen jaar zijn gevormd, terwijl de centrale uitstulping oudere, rodere sterren bevat. Credit: NASA, ESA en The Hubble Heritage Team (STScI / AURA)
