Afbeelding tegoed: NRAO
Astronomen die gaswolken bestuderen in het beroemde draaikolkenstelsel hebben belangrijke aanwijzingen gevonden die een theorie ondersteunen die probeert uit te leggen hoe de spectaculaire spiraalarmen van sterrenstelsels miljarden jaren kunnen blijven bestaan. De astronomen pasten technieken toe die werden gebruikt om voor het eerst soortgelijke gaswolken in onze eigen Melkweg te bestuderen als die in de spiraalarmen van een naburig sterrenstelsel, en hun resultaten ondersteunen een theorie die voor het eerst werd voorgesteld in 1964.
De Whirlpool Galaxy, op ongeveer 31 miljoen lichtjaar afstand, is een prachtige spiraal in het sterrenbeeld Canes Venatici. Ook bekend als M51, wordt het bijna van de aarde gezien en is het bekend bij amateurastronomen en staat het op talloze posters, boeken en tijdschriftartikelen.
"Dit sterrenstelsel was een geweldig doelwit voor onze studie van spiraalarmen en hoe stervorming ermee werkt", zegt Eva Schinnerer van het National Radio Astronomy Observatory in Socorro, NM. "Het was ideaal voor ons omdat het een van de dichtstbijzijnde spiralen in de lucht is," voegde ze eraan toe.
Schinnerer werkte samen met Axel Weiss van het Institute for Millimeter Radio Astronomy (IRAM) in Spanje, Susanne Aalto van het Onsala Space Observatory in Zweden en Nick Scoville van Caltech. De astronomen presenteerden hun bevindingen op de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Denver, Colorado.
De wetenschappers analyseerden radio-emissie van koolmonoxide (CO) -moleculen in gigantische gaswolken langs de spiraalarmen van M51. Met behulp van telescopen op Caltech's Owens Valley Radio Observatory en de 30-meter radiotelescoop van IRAM konden ze de temperaturen en de hoeveelheid turbulentie in de wolken bepalen. Hun resultaten ondersteunen een theorie die 'dichtheidsgolven' verklaren hoe spiraalarmen in een melkwegstelsel kunnen blijven bestaan zonder zichzelf zo strak op te winden dat ze in feite verdwijnen.
De dichtheidsgolftheorie, voorgesteld door Frank Shu en C.C. Lin in 1964 zegt dat het spiraalpatroon van een sterrenstelsel een golf is met een hogere dichtheid, of compressie, die rond de melkweg draait met een andere snelheid dan die van het gas en de sterren van de melkweg. Schinnerer en haar collega's bestudeerden een regio in een van de spiraalarmen van de M51 die vermoedelijk net is ingehaald en door de dichtheidsgolf is gegaan.
Hun gegevens geven aan dat gas op de achterrand van de spiraalarm, die het laatst door de dichtheidsgolf is gegaan, zowel warmer als turbulenter is dan gas in de voorrand van de arm, die langer geleden door de dichtheidsgolf zou zijn gegaan .
'Dit is wat we zouden verwachten van de dichtheidsgolftheorie', zei Schinnerer. "Het gas dat eerder door de dichtheidsgolf ging, heeft de tijd gehad om af te koelen en de turbulentie die door de doorgang wordt veroorzaakt te verliezen," voegde ze eraan toe.
"Onze resultaten laten voor het eerst zien hoe de dichtheidsgolf op een wolk-wolkschaal werkt en hoe deze de vorming van sterren in spiraalarmen bevordert en voorkomt", aldus Aalto.
De volgende stap, zeggen de wetenschappers, is om naar andere spiraalstelsels te kijken om te zien of een vergelijkbaar patroon aanwezig is. Dat zal moeten wachten, zei Schinnerer, omdat de radio-emissie van CO-moleculen die informatie geeft over temperatuur en turbulentie erg zwak is.
“Wanneer de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) online komt, zal het de mogelijkheid hebben om dit type onderzoek uit te breiden naar andere sterrenstelsels. We kijken ernaar uit om ALMA te gebruiken om het dichtheidsgolfmodel grondiger te testen, ”zei Schinnerer. ALMA is een millimetergolfobservatorium dat 64 schotelantennes met een diameter van 12 meter zal gebruiken in de Atacama-woestijn in het noorden van Chili. Nu in aanbouw zal ALMA astronomen een ongekend vermogen bieden om het heelal te bestuderen op millimetergolflengten.
De Whirlpool Galaxy werd op 13 oktober 1773 ontdekt door de Franse komeetjager Charles Messier. Hij nam het op als objectnummer 51 in zijn inmiddels beroemde catalogus van astronomische objecten die in een kleine telescoop kunnen worden aangezien voor een komeet. In 1845 ontdekte de Britse astronoom Lord Rosse de spiraalstructuur in de melkweg. Voor amateurastronomen die telescopen gebruiken in donkere luchtlocaties, is de M51 een pronkstuk.
Het National Radio Astronomy Observatory is een faciliteit van de National Science Foundation en wordt beheerd in samenwerking met Associated Universities, Inc.
Oorspronkelijke bron: NRAO-persbericht
