Op 900 miljoen lichtjaar afstand wordt het sterrenstelsel JW39 uit elkaar getrokken door de meedogenloze krachten van een cluster. Hubble’s prachtige opname toont een ‘kwallenstelsel’ met bloedlange stromen van stervorming; een kosmisch laboratorium voor extreme fysica.
De Hubble-ruimtetelescoop heeft opnieuw een adembenemend portret gemaakt van een van de meest bizarre en fascinerende verschijnselen in het universum: een ‘kwallenstelsel’. Op deze nieuwe opname baadt JW39, een spiraalstelsel op maar liefst 900 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Haar van Berenice (Com), in een schijnbaar vredig licht. Maar schijn bedriegt. Dit stelsel bevindt zich in een omgeving die allesbehalve gastvrij is.
Een sterrenstelsel in de storm
JW39 bevindt zich niet in eenzaamheid, maar midden in een dichtbevolkt cluster van sterrenstelsels; duiding ‘A1668‘. Hier heersen extreme omstandigheden. Het stelsel wordt niet alleen vervormd door de zwaartekracht van zijn grotere buren, maar moet ook een onzichtbare tegenstander trotseren: het intraclustermedium. Dit is een ijl, maar verzengend heet plasma van vooral geïoniseerd waterstof en helium dat de ruimte tussen de sterrenstelsels in een cluster vult. Wanneer een sterrenstelsel zoals JW39 zich hier doorheen beweegt, ondervindt het een enorme druk – ram pressure genaamd – die het gas en stof uit de schijf van het sterrenstelsel rukt.
Dit proces, ram-pressure stripping, is verantwoordelijk voor het unieke uiterlijk van JW39. Het heeft lange, sliertige stromen van materiaal – de ’tentakels’ van de kwal – uit het stelsel getrokken. In deze kosmische staarten, die zich over enorme afstanden uitstrekken, vindt opvallend genoeg volop stervorming plaats. Astronomen van het GASP-consortium (GAs Stripping Phenomena) gebruikten Hubble’s Wide Field Camera 3 om deze tentakels tot in detail te bestuderen, in de veronderstelling dat dit een extreme en mogelijk heel andere omgeving voor stervorming zou zijn.
Verrassend onderzoek in de tentakels
Een verrassende uitkomst van dit onderzoek, beschreven in wetenschappelijke papers, was dat de stervorming in de tentakels niet fundamenteel anders lijkt te zijn dan in de hoofdschijf van het sterrenstelsel. Een analyse van duizenden individuele stervormingsgebieden (‘clumps’) in JW39 en andere kwallenstelsels wees uit dat het onderliggende mechanisme – een hiërarchische, door turbulentie gedreven fragmentatie van gas – hetzelfde blijft. Of de stervorming nu plaatsvindt in de veilige schijf of in de verloren staart in het vijandige intraclustermedium, het proces lijkt vrijelijk door te werken.
Dit betekent echter niet dat de ram pressure geen stempel drukt. Dezelfde studie toonde aan dat de stervormingsgebieden, waar ze zich ook bevinden, een verhoogde helderheid hebben voor hun grootte. Dit suggereert dat de ram pressure het interstellaire gas comprimeert en zo de stervorming tijdelijk kan aanjagen, voordat het gas uiteindelijk helemaal verdwenen is.
Een ander opmerkelijk detail komt naar voren uit ultraviolet-waarnemingen van JW39. Terwijl in de tentakels stervorming oplaait, lijkt deze in het centrale gebied van het sterrenstelsel juist onderdrukt te worden. Dit gebied vertoont tekenen van zogenaamde LINER-emissie, wat kan duiden op de aanwezigheid van een zwak actief zwart gat in de kern. Het is een intrigerende aanwijzing dat hetzelfde ram pressure proces dat aan de randen stervorming triggert, mogelijk ook gas naar het centrum kan stuwen en daar, via feedback van het zwarte gat, net de stervorming kan verstikken.
Een voorproefje van het lot
JW39 biedt ons zo een momentopname van bijzondere transformatie. Het is een stelsel dat actief wordt ontdaan van zijn levensader – het stervormingsgas – en waar de processen van stervorming en het stoppen daarvan zij aan zij te zien zijn. Door deze kosmische kwal en zijn soortgenoten te bestuderen, leren astronomen hoe de vijandige omgeving van een cluster de evolutie van sterrenstelsels op dramatische wijze kan sturen en uiteindelijk tot hun ‘verdoving’ kan leiden.
