Een cadeautje in het heelal: astronomen spotten mysterieus ‘ingepakt’ sterrenstelsel

Onderzoekers zijn op een bijzonder sterrenstelsel gestuit dat gehuld is in een kosmisch ‘lint’. En ondanks dat dergelijke ‘poolringsterrenstelsels’ nu nog als zeldzaam worden aangemerkt, komen ze mogelijk veel vaker voor dan tot nu toe gedacht.

Op zo’n 56 miljoen lichtjaar van de aarde vinden we het spiraalvormige sterrenstelsel NGC 4632. Tot nu toe dachten astronomen dat dit een vrij normaal spiraalstelsel was, maar een nieuwe studie bewijst nu het opmerkelijke tegendeel. Het stelsel blijkt namelijk omhuld door een kosmisch ‘lint’ en lijkt daarom – met wat fantasie – op een cadeautje.

Ring
Met behulp van de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP)-radiotelescoop ontdekten onderzoekers een ring van gas rond NGC 4632. Dat onderzoekers deze ring nu pas opmerken, heeft ermee te maken dat deze alleen zichtbaar is bij radiogolflengten. De ring draait om het sterrenstelsel haaks op zijn spiraalvormige schijf, als een cadeautje gewikkeld in een lint van kosmisch gas, stof en sterren.

Samengesteld beeld van het polaire ringstelsel NGC 4632. De afbeelding toont een gasvormige ring die loodrecht om de spiraalvormige hoofdschijf van het sterrenstelsel draait. Afbeelding: Jayanne English (U. Manitoba), Nathan Deg (Queen’s U.) & WALLABY Survey, CSIRO / ASKAP, NAOJ / Subaru Telescope

Polaire ring
Volgens de onderzoekers kan NGC 4632 dankzij de nieuwe ontdekking in een zeldzame klasse van sterrenstelsels worden geschaard. Zo is NGC 4632 mogelijk een zogenaamd ‘poolringsterrenstelsel’. Dit zijn enkele van de meest spectaculair uitziende sterrenstelsels in het heelal maar behoren ook tot de meest mysterieuze. Heel concreet is dit een bepaald type sterrenstelsel waarbij een ring van materiaal – stof, gas en sterren – rond of dicht bij de polen van het sterrenstelsel cirkelt. Dit betekent dat de ring van het poolringsterrenstelsel zich in een bijna verticale richting boven of onder het centrale sterrenstelsel uitstrekt, in plaats van zich in hetzelfde vlak als het centrale stelsel te bevinden, zoals bij de meer gebruikelijke spiraal- of ellipsvormige sterrenstelsels.

Tweede ontdekking
Overigens is NGC 4632 niet het enige nieuw ontdekte poolringsterrenstelsel. “Van de 600 sterrenstelsels die we hebben onderzocht, hebben we er twee geïdentificeerd met polaire ringen,” vertelt co-auteur Bärbel Koribalski. Hoewel astronomen al eerder poolringsterrenstelsels hebben waargenomen, zijn dit de eerste twee die zijn ontdekt met behulp van de ASKAP-telescoop. En mogelijk zullen er nog vele volgen. “Onze ASKAP-radiotelescoop levert een stroom van gegevens op, en we zijn er klaar voor,” vervolgt Koribalski. “Met ASKAP verwachten we de komende jaren meer dan 200.000 waterstofrijke sterrenstelsels te onthullen, waaronder veel meer ongewone sterrenstelsels zoals NGC 4632.”

Zeldzaam
Hoewel poolringsterrenstelsels nu nog als zeer zeldzaam worden aangemerkt, vermoeden de onderzoekers dat ze mogelijk veel vaker voorkomen dan gedacht. “Onze bevindingen suggereren dat één tot drie procent van de nabijgelegen sterrenstelsels polaire ringen kan hebben,” vertelt astrofysicus Nathan Deg, verbonden aan de Queens University in Canada. “Dit is een veel hoger percentage dan wat optische telescopen suggereren.” Dit betekent dat sterrenstelsels met polaire ringen dus mogelijk veel talrijker zijn dan wat wetenschappers aanvankelijk hadden verwacht.

Raadsel
Waarom polaire ringen bestaan, is overigens een raadsel. Een mogelijke verklaring is dat de stellaire ringen, die zich lijken te vermengen met gaswolken, uit materiaal bestaat dat afkomstig is van een passerend sterrenstelsel. Een andere mogelijkheid is dat waterstofgas langs de filamenten van het kosmische web stroomt en zich vervolgens ophoopt tot een ring rond een sterrenstelsel. Mogelijk worden er gedurende dit proces nieuwe sterren gevormd.

Samensmelting
Verder onderzoek is echter nodig om ons begrip van poolringsterrenstelsels verder uitbreiden. En dat kan belangrijke implicaties hebben. Eén van de belangrijkste hypothesen over de oorsprong van polaire ringen suggereert bijvoorbeeld dat dergelijke fenomenen ontstaan uit een samensmelting, waarbij een groter sterrenstelsel een kleiner stelsel opslokt. Als sterrenstelsels met polaire ringen inderdaad vaker blijken voor te komen dan onderzoekers eerder dachten, zou dit kunnen suggereren dat dergelijke samensmeltingen ook frequenter in het universum plaatsvinden dan gedacht.

Gebruikelijker
De nieuwe studie heeft interessante nieuwe inzichten opgeleverd. “Deze nieuwe ASKAP-waarnemingen, die verbazingwekkende ringachtige structuren onthullen rond ogenschijnlijk normale spiraalvormige sterrenstelsels, suggereren dat de accretie van gas door interacties met gasrijke begeleidende sterrenstelsels veel gebruikelijker is dan we eerder dachten,” zegt onderzoeker Lister Staveley-Smith. “Onze survey zal dan ook een geweldige bron zijn om in de toekomst nog veel meer van dergelijke systemen te ontdekken.”

Donkere materie
Maar dat niet alleen. In de toekomst kunnen sterrenstelsels met polaire ringen ook dienen als een waardevol hulpmiddel om ons begrip van het universum uit te breiden, met specifieke toepassingen in het onderzoek naar donkere materie. Het is bijvoorbeeld mogelijk om polaire ringen te gebruiken om de aanwezigheid van donkere materie in een sterrenstelsel te bestuderen, wat nieuw inzicht kan verschaffen in de mysterieuze eigenschappen van deze ongrijpbare stof.

Maar zover is het nu nog niet. De volgende stap van het team is om het bestaan van de twee nieuw ontdekte poolringsterrenstelsels te bevestigen met aanvullende waarnemingen met verschillende telescopen. Zo moet onder meer de MeerKAT-radiotelescoop een frisse blik op de sterrenstelsels werpen, één van de meest geavanceerde radiotelescopen ter wereld die een belangrijke bijdrage levert aan ons begrip van het heelal.

Bronmateriaal

"What happens when one galaxy swallows another galaxy?" - Queen's University
Afbeelding bovenaan dit artikel: J. English (U.Manitoba), with support of T. Jarrett (UCT) and the WALLABY team: ATNF/ASKAP:Suburu/Hyper Suprime Camera

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd