Heb je gehoord van ‘levende fossielen’? De coelacanth, de ginko-boom, het vogelbekdier en verschillende andere soorten leven vandaag de dag en lijken dezelfde te zijn als die welke worden gevonden als fossielen, in rotsen tot honderden miljoenen jaren oud.
Gecombineerde resultaten van de Hubble-ruimtetelescoop, Spitzer, Galaxy Evolution Explorer (GALEX) en Swift laten nu zien dat er ‘levende melkwegfossielen’ zijn in onze eigen achtertuin!
Hickson Compact Group 31 is een van de 100 compacte melkweggroepen die zijn gecatalogiseerd door de Canadese astronoom Paul Hickson; de recente studie ervan - geleid door Sarah Gallagher van de University of Western Ontario in London, Ontario - laat zien dat de vier dwergstelsels erin samenkomen (of 'samensmelten' zoals astronomen zeggen).
Dergelijke ontmoetingen tussen dwergstelsels worden normaal gesproken miljarden lichtjaren ver gezien en vonden daarom miljarden jaren geleden plaats. Maar deze sterrenstelsels zijn relatief dichtbij, slechts 166 miljoen lichtjaar verwijderd.
Nieuwe beelden van dit viertal door NASA's Hubble-ruimtetelescoop bieden een kijkje in de beginjaren van het universum, toen de opbouw van grote sterrenstelsels uit kleinere bouwstenen gebruikelijk was.
Astronomen weten al decennia dat deze dwergstelsels door zwaartekracht aan elkaar trekken. Hun klassieke spiraalvormige vormen zijn uitgerekt als tafeltjes en trekken lange stromen gas en stof naar buiten. Het helderste object in het Hubble-beeld zijn eigenlijk twee botsende sterrenstelsels. Het hele systeem is gloeiend met een vuurstorm van stergeboorte, veroorzaakt wanneer waterstofgas wordt gecomprimeerd door de nauwe ontmoetingen tussen de sterrenstelsels en stort in tot sterren.
De Hubble-waarnemingen hebben belangrijke aanwijzingen toegevoegd aan het verhaal van deze interactieve groep, waardoor astronomen konden bepalen wanneer de ontmoeting begon en een toekomstige fusie konden voorspellen.
'We hebben de oudste sterren gevonden in een paar oude bolvormige sterrenhopen die dateren van ongeveer 10 miljard jaar geleden. Daarom weten we dat het systeem al een tijdje bestaat ', zegt Gallagher; “De meeste andere dwergstelsels zoals deze hebben miljarden jaren geleden een wisselwerking gehad, maar deze sterrenstelsels komen voor het eerst samen. Deze ontmoeting is hoogstens een paar honderd miljoen jaar gaande, een oogwenk in de kosmische geschiedenis. Het is een uiterst zeldzaam lokaal voorbeeld van wat volgens ons een vrij veel voorkomende gebeurtenis was in het verre universum. ”
Met andere woorden, een levend fossiel.
Overal waar de astronomen in deze groep keken, vonden ze groepen sterclusters en gebieden vol jonge sterren. Het hele systeem is rijk aan waterstofgas, waar sterren van worden gemaakt. Gallagher en haar team gebruikten Hubble's Advanced Camera for Surveys om de jongste en slimste van die clusters op te lossen, waardoor ze de leeftijden van de clusters konden berekenen, de geschiedenis van de stervorming konden volgen en konden bepalen dat de sterrenstelsels de laatste stadia van de assemblage van sterrenstelsels doormaken .
De analyse werd ondersteund door infraroodgegevens van NASA's Spitzer Space Telescope en ultraviolette waarnemingen van de Galaxy Evolution Explorer (GALEX) en NASA's Swift-satelliet. Die gegevens hielpen de astronomen de totale hoeveelheid stervorming in het systeem te meten. "Hubble heeft de scherpte om individuele sterclusters op te lossen, waardoor we de clusters ouder konden maken", voegt Gallagher toe.
Hubble laat zien dat de helderste clusters, forse groepen die elk minstens 100.000 sterren bevatten, minder dan 10 miljoen jaar oud zijn. De sterren voeden zich met veel gas. Een meting van het gasgehalte laat zien dat er nog maar heel weinig is opgebruikt - een verder bewijs dat het 'galactische vuurwerk' op de afbeeldingen een recente gebeurtenis is. De groep heeft ongeveer vijf keer zoveel waterstofgas als ons Melkwegstelsel.
'Dit is een duidelijk voorbeeld van een groep sterrenstelsels die op weg zijn naar een fusie, omdat er zoveel gas is dat alles door elkaar zal halen', zegt Gallagher. “De sterrenstelsels zijn relatief klein en qua grootte vergelijkbaar met de Grote Magelhaense Wolk, een satellietstelsel van onze Melkweg. Hun snelheden, gemeten uit eerdere studies, laten zien dat ze heel langzaam ten opzichte van elkaar bewegen, slechts 134.000 mijl per uur (60 kilometer per seconde). Het is dus moeilijk voor te stellen hoe dit systeem over een miljard jaar niet als een enkel elliptisch stelsel zou eindigen. "
Pat Durrell van Youngstown State University voegt eraan toe: "De vier kleine sterrenstelsels liggen extreem dicht bij elkaar, binnen 75.000 lichtjaar van elkaar - we zouden ze allemaal in onze Melkweg kunnen passen."
Waarom hebben de sterrenstelsels zo lang gewacht met interactie? Misschien, zegt Gallagher, omdat het systeem zich in een gebied met een lagere dichtheid van het universum bevindt, het equivalent van een landelijk dorp. Bij elkaar komen duurde miljarden jaren langer dan bij sterrenstelsels in dichtere gebieden.
Bron: HubbleSite News Release. De resultaten van Gallagher et al. Verschijnen in het februari-nummer van The Astronomical Journal (de voordruk is arXiv: 1002.3323)
