In 1926 ontwikkelde de beroemde astronoom Edwin Hubble zijn morfologische classificatieschema voor sterrenstelsels. Deze methode verdeelde sterrenstelsels in drie basisgroepen - elliptisch, spiraalvormig en lenticulair - op basis van hun vormen. Sindsdien hebben astronomen veel tijd en moeite gestoken in een poging om te bepalen hoe sterrenstelsels in de loop van miljarden jaren zijn geëvolueerd om deze vormen te worden.
Een van de meest geaccepteerde theorieën is dat sterrenstelsels veranderden door samen te smelten, waar kleinere wolken van sterren - gebonden door wederzijdse zwaartekracht - samenkwamen, waardoor de grootte en vorm van een sterrenstelsel in de loop van de tijd veranderden. Een nieuw onderzoek door een internationaal team van onderzoekers heeft echter uitgewezen dat sterrenstelsels hun moderne vorm daadwerkelijk zouden kunnen aannemen door de vorming van nieuwe sterren in hun centra.
De studie, getiteld "Rotating Starburst Cores in Massive Galaxies at z = 2.5 “, werd onlangs gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters. Onder leiding van Ken-ichi Tadaki - een postdoctoraal onderzoeker bij het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics en de National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) - voerde het team observaties uit van verre sterrenstelsels om een beter begrip te krijgen van galactische metamorfose.
Hierbij werden grondtelescopen gebruikt om 25 sterrenstelsels te bestuderen die zich op een afstand van ongeveer 11 miljard lichtjaar van de aarde bevonden. Op deze afstand zag het team hoe deze sterrenstelsels er 11 miljard jaar geleden of ongeveer 3 miljard jaar na de oerknal uitzagen. Dit vroege tijdperk valt samen met een periode van piekvorming van sterrenstelsels in het heelal, toen de fundamenten van de meeste sterrenstelsels werden gevormd. Zoals Dr. Tadaki aangaf in een NAOJ persbericht:
“Er wordt aangenomen dat enorme elliptische sterrenstelsels worden gevormd door botsingen van schijfstelsels. Maar het is onzeker of alle elliptische sterrenstelsels een botsing van sterrenstelsels hebben ondergaan. Misschien is er een alternatief pad. '
Het vangen van het zwakke licht van deze verre sterrenstelsels was geen gemakkelijke taak en het team had drie telescopen op de grond nodig om ze goed op te lossen. Ze begonnen met het gebruik van de NAOJ's 8,2-meter Subaru-telescoop op Hawaï om de 25 sterrenstelsels in dit tijdperk te selecteren. Vervolgens richtten ze ze op waarnemingen met de NASA / ESA Hubble Space Telescope (HST) en de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) in Chili.
Terwijl de HST licht van sterren ving om de vorm van de sterrenstelsels te onderscheiden (zoals ze 11 miljard jaar geleden bestonden), observeerde de ALMA-array submillimetergolven die worden uitgezonden door de koude wolken stof en gas - waar nieuwe sterren worden gevormd. Door de twee te combineren, konden ze een gedetailleerd beeld krijgen van hoe deze sterrenstelsels er 11 miljard jaar geleden uitzagen toen hun vormen nog in ontwikkeling waren.
Wat ze vonden, was veelzeggend. De HST-afbeeldingen gaven aan dat vroege sterrenstelsels werden gedomineerd door een schijfcomponent, in tegenstelling tot de centrale uitstulping die we zijn gaan associëren met spiraal- en lenticulaire sterrenstelsels. Ondertussen lieten de ALMA-beelden zien dat er enorme reservoirs van gas en stof waren nabij de centra van deze sterrenstelsels, die samenvielen met een zeer hoge snelheid van stervorming.
Om de alternatieve mogelijkheid uit te sluiten dat deze intense stervorming werd veroorzaakt door fusies, gebruikte het team ook gegevens van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory - gelegen aan de Paranal Observatory in Chili - om te bevestigen dat er geen aanwijzingen waren voor massieve Galaxy-botsingen vinden op dat moment plaats. Tadaki legde uit:
“Hier hebben we stevig bewijs verkregen dat dichte galactische kernen kunnen worden gevormd zonder botsingen met sterrenstelsels. Ze kunnen ook worden gevormd door intense stervorming in het hart van de melkweg. '
Deze bevindingen zouden astronomen ertoe kunnen brengen hun huidige theorieën over galactische evolutie en hoe ze eigenschappen zoals een centrale uitstulping en spiraalarmen gingen overnemen, te heroverwegen. Het zou ook kunnen leiden tot een heroverweging van onze modellen met betrekking tot kosmische evolutie, om nog maar te zwijgen van de geschiedenis van ons eigen sterrenstelsel. Wie weet? Het zou er zelfs toe kunnen leiden dat astronomen opnieuw gaan nadenken over wat er zou kunnen gebeuren in een paar miljard jaar, wanneer de Melkweg in botsing zal komen met de Andromeda-melkweg.
Zoals altijd, hoe verder we het universum binnendringen, hoe meer het onthult. Bij elke openbaring die niet aan onze verwachtingen voldoet, worden onze hypothesen gedwongen herzien.
