Ver weg in de kosmos staat een spookachtig sterrenstelsel op zichzelf. Het schijnt met slechts een zwak schijnsel van sterrenlicht, is al eeuwenlang nauwelijks veranderd - en astronomen hebben geen idee waarom het daar is of hoe het is ontstaan.
DGSAT I, ontdekt in 2016, is een ultradiffuse melkweg (UDG), wat betekent dat het zo groot is als een typisch melkwegstelsel, maar weinig sterlicht afgeeft. En dit vreemde sterrenstelsel lijkt veel van de regels te breken die zelfs vergelijkbare UDG's beheersen.
De meeste andere UDG's (een concept dat relatief nieuw is voor astronomen) zijn te vinden in overvolle, ronddolende melkwegclusters. Astronomen geloven dat gewelddadige botsingen binnen die clusters deze zwakke sterrenstelsels uitspuwen als confetti van een kosmische feestpop.
Maar DGSAT I is helemaal alleen. Onaangetast door galactische botsingen of andere kosmische beroering, is het waarschijnlijk weinig veranderd sinds het werd geboren, volgens een verklaring van het W. M. Keck-observatorium in Hawaï.
Om uit te leggen hoe de eenzame DGSAT ik vormde, moesten astronomen eerst weten waar het van gemaakt was.
"De chemische samenstelling van een melkwegstelsel geeft een overzicht van de omgevingsomstandigheden toen het werd gevormd, zoals de manier waarop sporenelementen in het menselijk lichaam een leven lang eetgewoonten en blootstelling aan verontreinigende stoffen kunnen onthullen", co-auteur Aaron Romanowsky, een universiteit van de astronoom van California Observatories en een universitair hoofddocent aan de San Jose State University, aldus de verklaring.
Het team gebruikte de Keck Cosmic Web Imager, een lichtmeetkundige spectroscoop die is geïnstalleerd op de Mauna Kea in Hawaï.
De spectroscoop maakt een opname van de melkweg en meet vervolgens de golflengte van het licht in elke pixel van de opname. Verschillende elementen zenden verschillende golflengten van licht uit, waardoor astronomen volgens de verklaring een glimp kunnen opvangen van de samenstelling en temperatuur van de melkweg.
Het blijkt dat dit zwakke sterrenstelsel niet alleen bleek is met een gebrek aan sterrenlicht, maar ook bloedarm is.
De melkweg heeft heel weinig ijzer maar normale hoeveelheden magnesium. Dat is raadselachtig, zeiden de onderzoekers, want wanneer sterren sterven in gewelddadige explosies die supernova's worden genoemd, geven ze meestal beide metalen vrij. "We begrijpen deze combinatie van vervuilende stoffen niet, maar een van onze ideeën is dat extreme explosies van supernova's ervoor zorgden dat de melkweg tijdens zijn adolescentie in omvang pulseerde, op een manier die magnesium bij voorkeur vasthoudt aan ijzer," zei Romanowsky.
Metingen tonen ook aan dat dit sterrenstelsel waarschijnlijk lang heeft geduurd om te vormen, te beginnen toen het heelal erg jong was en zich bleef vormen tot minstens 3 miljard jaar geleden.
"Een intrigerende mogelijkheid is dat sommige van deze spookachtige sterrenstelsels levende fossielen zijn vanaf het aanbreken van het heelal, toen sterren en sterrenstelsels in een veel andere omgeving opdoken dan vandaag", zei Romanowsky. "Hun geboorte is echt een fascinerend mysterie waar ons team aan werkt om het op te lossen."
Ze rapporteerden hun bevindingen online op 24 januari in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
