Galactic 'Spiderweb' heeft ongewone voedingsgewoonten

Als een spin die zijn prooi van zijn web verslindt, verslindt een volwassen jong sterrenstelsel het gerecycleerde gas dat het omringt, in plaats van te snacken aan zijn buren.

"Dit is anders dan wat we zien in het nabije universum, waar sterrenstelsels in clusters groeien door andere sterrenstelsels te kannibaliseren", zei hoofdonderzoeksauteur Bjorn Emonts, een onderzoeker bij het Centrum voor Astrobiologie van Spanje, in een verklaring van de National Radio Astronomy Observatory (NRAO) ). "In dit cluster groeit een gigantisch sterrenstelsel door zich te voeden met de soep van koud gas waarin het wordt ondergedompeld."

Emonts werkte samen met een internationaal team van astronomen en maakte gedetailleerde observaties van de Spiderweb Galaxy - wat eigenlijk een cluster van prototypen in het vroege universum is - met behulp van de Very Large Array van NRAO in New Mexico en de Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisations (CSIRO) Australië Telescope Compact Array. Eerder dan zich te vormen door botsingen met andere sterrenstelsels (het "kannibaliseren" noemt Emonts), ontdekten de onderzoekers dat de massieve melkweg in het hart van het cluster koel gas tussen de zuigelingenstelsels op slurpte. [Het universum heeft tien keer meer sterrenstelsels dan wetenschappers dachten]

"Cosmic Recycling"

De meest massieve sterrenstelsels in het universum vormen door een combinatie van snelle stervorming en de kannibalisatie van andere, kleinere sterrenstelsels, maar hoeveel elk proces bijdraagt ​​in de bouw van superstelsels is een voortdurende vraag.

"Uiterst grote sterrenstelsels worden gezien in het jonge universum, maar hun aanwezigheid is raadselachtig omdat we nog niet begrijpen hoe ze zo snel zo massaal werden", zei Nina Hatch, een astronoom aan de Universiteit van Nottingham in het Verenigd Koninkrijk. Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Science. Hatch, die niet betrokken was bij de studie, schreef een begeleidend Perspectives-artikel over de nieuwe onderzoekspaper. "Hoe krijgen ze genoeg brandstof om zo snel sterren te vormen?"

Op zoek naar een antwoord wenden Emonts en zijn team zich tot de Spiderweb Galaxy-cluster, op 10 miljard lichtjaar van de zon. Vanwege de tijd die licht nodig heeft om door de ruimte te reizen, zien ze het cluster zoals het was toen het universum minder dan 4 miljard jaar lang 13,7 miljard jaar oud was. Als een gigantisch spinnenweb herbergt de collectie een relatief volwassen sterrenstelsel in het midden, omringd door een web van diffuus ultraviolet licht waarin tientallen kleinere, vliegenachtige sterrenstelsels worden gevangen. Ondanks zijn jonge leeftijd is de centrale melkweg volgens Hatch een van de meest massieve sterrenstelsels in het jonge universum.

In de hoop het gas te vinden dat de groei van sterrenstelsels in het Spiderweb stimuleert, hebben de onderzoekers het gas eromheen bestudeerd, dat als de bouwstenen voor sterren en melkwegstelsels fungeert. Ze vonden een gaswolk van ongeveer 100 miljard keer de massa van de zon die de groeiende sterrenstelsels omhulde. Eerder werk onthulde dat miljarden jonge sterren het Spiderweb verlicht hadden, waardoor de onderzoekers tot de conclusie kwamen dat de super-melkweg direct uit de cloud groeit.

"Dit is een enorm systeem, waarbij deze moleculaire gaswolk drie keer zo groot is als onze eigen gigantische Melkweg", zei medeauteur Preshanth Jagannathan van de NRAO in een verklaring van het Spaanse Centrum voor Astrobiologie.

"Het lijkt erop dat dit hele systeem uiteindelijk zal instorten in een enkele, gigantische melkweg," zei Jagannathan.

Naast zijn grootte is de gaswolk verrassend koud.

"Het is schokkend hoe koud dit gas moet zijn - ongeveer minus 200 graden Celsius (minus 350 graden Fahrenheit)," studeerde co-auteur Matthew Lehnert, een professor aan het Instituut d'Astrophysique de Paris, zei in dezelfde verklaring. "We verwachten een vurig proces - veel vallende sterrenstelsels en gasverwarming, daarom verwachtten we dat al het koude gas diep in de sterrenstelsels zou worden opgesloten."

In plaats daarvan omringde de koude wolk de proto-sterrenstelsels en voedde hun evolutie. De samenstelling is ook verrassend. Waarnemingen onthulden een grote hoeveelheid koolmonoxide, materiaal gesmeed in het hart van sterren en vrijgelaten in hun explosieve sterfgevallen. Slechts een derde van dat materiaal zit opgesloten in de sterrenstelsels, terwijl de rest tussen hen ligt. In plaats van ongerepte gassen te verbruiken, vertrouwt de Spiderweb Galaxy op gerecycled materiaal om de groei van brandstof te voorzien. Toch blijft de exacte bron een mysterie.

"De koolmonoxide die we ontdekten, is een bijproduct van vorige sterren, een vorm van kosmisch recyclen, maar we kunnen niet met zekerheid zeggen waar het gas vandaan kwam of hoe het zich in de clusterkern verzamelde," zei Emonts. 'Om dat uit te zoeken, zouden we nog dieper in de geschiedenis van het universum moeten kijken.'