De Webb-ruimtetelescoop heeft het Sigaarstelsel (M82) in ongekend detail vastgelegd en onthult zo’n 16,5 miljoen individuele sterren die voorheen verborgen gingen achter dikke stofwolken.
Het Sigaarstelsel, officieel Messier 82 (M82) of NGC 3034 genoemd, is al decennialang een geliefd object voor astronomen. Op 12 miljoen lichtjaar afstand, in het sterrenbeeld Grote Beer (UMa), ondergaat dit bijzondere sterrenstelsel een hevige stervormingsuitbarsting. Dankzij de James Webb-ruimtetelescoop hebben astronomen nu een gloednieuw beeld van deze kosmische ‘sterrenfabriek’ – een beeld dat maar liefst 16,5 miljoen individuele sterren toont.
Door het stof heen kijken
De nieuwe waarnemingen zijn het resultaat van een 65 uur durende observatiecampagne met Webb’s NIRCam-instrument (Near-Infrared Camera). Waar eerdere telescopen, waaronder Hubble en Spitzer, moeite hadden om door de enorme hoeveelheid stof in M82 heen te kijken, kan Webb dankzij zijn infraroodgevoeligheid letterlijk door deze sluier heen kijken. Het resultaat is een haarscherp zicht op de structuur van het sterrenstelsel en de miljoenen sterren die erin huizen:
16,5 miljoen sterren in beeld
Webb’s opname toont ongeveer 16,5 miljoen individuele sterren, weergegeven als lichtgevende blauwe korrels. Hoewel dit slechts een fractie is van het totale aantal sterren dat astronomen in een dergelijk sterrenstelsel verwachten, biedt het een ongekend gedetailleerd beeld. “Het enorme aantal sterren dat we met Webb konden onderscheiden is ongelooflijk”, zegt teamlid Benjamin Williams van de universiteit van Washington. “Het is een compleet andere wereld vergeleken met wat we met andere telescopen konden zien. Al deze sterren vormen samen een gedetailleerd fossielenarchief van de vorming en evolutie van M82.”
Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!
Een ‘prachtige chaos’
Het Sigaarstelsel staat bekend als een ‘starburststelsel’: het produceert sterren met een snelheid die tien keer hoger ligt dan in onze Melkweg. Deze intense activiteit is waarschijnlijk aangewakkerd door een zwaartekrachtsinteractie met het naburige sterrenstelsel M81, miljoenen jaren geleden. De stervormingsuitbarsting zelf is echter van korte duur in astronomische termen: deze zal naar verwachting nog enkele honderden miljoenen jaren duren.
De extreme stervorming drijft twee enorme pluimen van materiaal uit, boven en onder de schijf van het sterrenstelsel. Deze pluimen blijken een gelaagde structuur te hebben: gele slierten dichtbij de schijf vertegenwoordigen geïoniseerd gas, terwijl het oranje materiaal verder weg bestaat uit kleine stofdeeltjes, zogeheten polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s).
“Het is een puinhoop, maar het is een prachtige puinhoop”, typeert hoofdonderzoeker Adam Smercina van het Space Telescope Science Institute en Tufts universiteit (Massachussets) het sterrenstelsel. “M82 is een ideale laboratoriumomgeving voor de evolutie van sterrenstelsels, omdat het eigenschappen heeft die ons in staat stellen belangrijke fysische processen te bestuderen.”
Een verstoorde structuur
De nieuwe beelden onthullen ook dat de schijf van M82 asymmetrisch is, wat duidt op een verstoorde vorm die ontstaan kan zijn tijdens intense en chaotische botsingen tussen de sterrenstelsels. “Op het eerste gezicht lijkt de schijf van het sterrenstelsel misschien minder spectaculair omdat Webb door het stof heen kijkt”, zegt teamlid Eric Bell van de Universiteit van Michigan. “Maar M82 is een heerlijk complex systeem. Webb’s waarnemingen zullen ons helpen bij het beantwoorden van enkele hardnekkige mysteries.”
De kracht van samenwerking
Hoewel Webb’s infraroodzicht essentieel is geweest voor deze doorbraak, benadrukken astronomen het belang van het combineren van gegevens van verschillende telescopen. Archiefdata van Hubble, die het zichtbare licht vastlegde, is gebruikt om de Webb-beelden aan te vullen en een completer beeld te vormen. “Sterrenstelsels zijn zulke ingewikkelde ecosystemen dat als je ze echt wilt begrijpen, je datasets van verschillende missies moet samenbrengen”, aldus teamlid Kristen McQuinn van het Space Telescope Science Institute. “Wanneer je de datasets samenvoegt, vergroot je wat je kunt onderzoeken en worden de vragen die je kunt stellen nog complexer.”
Een venster op de vormingsgeschiedenis
De Webb-waarnemingen van M82 vormen een belangrijke stap in het begrijpen van de vormingsgeschiedenis van dit bijzondere sterrenstelsel. De combinatie van een uitzonderlijk hoge stervormingssnelheid, bewijs van een galactische botsing en krachtige gasuitstromingen maakt M82 tot een uniek natuurlijk laboratorium. Astronomen hopen met deze gegevens onder meer te achterhalen hoe lang de verschillende fasen van stervorming in een starburst-omgeving duren en hoe zulke gebeurtenissen de evolutie van sterrenstelsels op de lange termijn vormgeven.
We schreven vaker over dit bijzondere stelsel, lees bijvoorbeeld ook: Hubble legt het rokende hart van het Sigaarstelsel vast in verbluffend detail of Webb ontmaskert turbulente kern van het Sigaarstelsel in ongekend detail.
Conclusie: het Sigaarstelsel in een nieuw licht
De recente Webb-waarnemingen hebben het Sigaarstelsel in een geheel nieuw licht gezet. Waar voorheen alleen de ruwe structuur zichtbaar was door een sluier van stof, hebben astronomen nu een haarscherp beeld van miljoenen individuele sterren en de complexe dynamiek van dit turbulente sterrenstelsel. Met 16,5 miljoen sterren en een gedetailleerde kaart van gas- en stofuitstromingen biedt deze studie niet alleen een spectaculair beeld, maar ook een schat aan wetenschappelijke gegevens. Het Sigaarstelsel, een ‘prachtige chaos’ op 12 miljoen lichtjaar afstand, blijft daarmee een van de meest waardevolle natuurlijke laboratoria voor het begrijpen van de levenscyclus van sterrenstelsels in het heelal.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
