De nieuwe Hubble-foto toont het gehavende sterrenstelsel NGC 4654, dat onder druk van de Virgocluster en een kosmische botsing een bijzonder eenzijdig uiterlijk heeft gekregen.
De Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA heeft een nieuwe, gedetailleerde foto gemaakt van NGC 4654, een sterrenstelsel in de Virgocluster in het sterrenbeeld Maagd (Vir), dat zich allesbehalve rustig houdt. Het beeld laat een bijzonder asymmetrisch spiraalstelsel zien, gevormd door gewelddadige processen op intergalactische schaal. Waar de ene kant van het stelsel een duidelijke, geronde rand heeft, ontbreekt het de andere kant aan sterren en wordt deze gekenmerkt door een lange staart van gas. De nieuwe foto, die deze week door NASA en ESA is gepubliceerd, werpt een uniek licht op het turbulente bestaan van dit Melkweg-achtige sterrenstelsel.
De oorzaak van de eenzijdige spiraal
De meest in het oog springende eigenschap van NGC 4654 is de eenzijdige vorm. Waar de ene spiraalarm rijk is aan sterren en gas, is de tegenoverliggende arm opvallend minder bedeeld aan sterren. Astronomen denken dat deze asymmetrie het gevolg is van twee krachten. Ten eerste ondergaat het stelsel ‘ram pressure stripping’, een proces waarbij het hete gas tussen de sterrenstelsels van de Virgocluster een ‘wind’ veroorzaakt. Terwijl NGC 4654 met hoge snelheid door deze intracluster massa ploegt, wordt het eigen koude gas aan de voorzijde samengedrukt en aan de achterzijde als een lange staart meegesleurd. Daarnaast speelt een zwaartekrachtinteractie met het naburige sterrenstelsel NGC 4639 een rol. Een ontmoeting zo’n 500 miljoen jaar geleden heeft met zijn zwaartekracht het gas aan één zijde weggestript, waardoor de stervorming daar werd beperkt en de eenzijdige vorm nog verder werd versterkt.
Wil je niets van Scientias missen? Voeg Scientias toe als voorkeursbron op Google dan zie je al onze verhalen!
Twee krachten die het stelsel vormen
Een studie uit 2003 toont aan dat geen van beide processen het volledige verhaal vertelt. Uit simulaties bleek dat ‘ram pressure’ alleen, wél de staart van gas kan verklaren, maar niet de asymmetrische verdeling van de sterren. Een zwaartekrachtsinteractie met NGC 4639 alleen, kan dan weer de onregelmatige sterverdeling verklaren, maar niet de uitgebreide staart van gas. De conclusie was helder: alleen een combinatie van beiden; een getijdeninteractie en de aanhoudende ‘ram pressure’, kan alle waargenomen eigenschappen van NGC 4654 verklaren. Het stelsel is dus een levend laboratorium voor hoe kosmische botsingen en clusterdynamica de evolutie van sterrenstelsels beïnvloeden.
Leestip: Hoe ram pressure sterrenstelsel JW39 tot een ‘kwal’ transformeert
Een verborgen drieling in de kern
Interessanter nog is wat zich in het hart van NGC 4654 afspeelt. Recent onderzoek met de James Webb-ruimtetelescoop heeft onthuld dat de kern veel complexer is dan gedacht. Waar eerder een dubbele kern werd vermoed, blijken er maar liefst drie massieve sterrenhopen binnen een straal van 32 parsec (zo’n 100 lichtjaar) te schuilen. De centrale kernhoop is met een massa van 3 x 10⁷ zonsmassa’s vergelijkbaar met die van de Melkweg en blijkt te bestaan uit een oude populatie van zo’n 8 miljard jaar met daarin een jonge populatie van slechts 1 miljoen jaar oud. De twee andere hopen zijn met een leeftijd van 3 tot 5 miljoen jaar veel jonger en lijken op weg om op termijn met de centrale kern samen te smelten. Dit maakt NGC 4654 een uniek laboratorium om te bestuderen hoe zulke centrale sterrenhopen groeien.
NGC 4654 in de kosmische vork
Al deze bijzondere eigenschappen worden weerspiegeld in de morfologische classificatie van het stelsel. NGC 4654 is geclassificeerd als een SAB(rs)c-stelsel. Deze code is onderdeel van de Hubble-Vaucouleurs-vork, een systeem om sterrenstelsels te ordenen op basis van hun uiterlijk. De ‘S’ staat voor een spiraalstelsel, de ‘AB’ geeft aan dat het een overgangsstelsel is met een zwakke balkstructuur, en de ‘(rs)’ duidt op een ringachtige structuur rond de kern. De ‘c’ ten slotte betekent dat de spiraalarmen losjes gewonden zijn.
Een uniek venster op galactische evolutie
NGC 4654 blijkt een ware kosmische schatkamer te zijn, die astronomen een uniek venster biedt op tal van processen. Het is een stelsel dat de tand des tijds en de druk van zijn omgeving heeft doorstaan. Van de dramatische effecten van ‘ram pressure stripping’ tot de complexe groei van zijn kern door het samensmelten van sterrenhopen. De nieuwe Hubble-foto is niet alleen een prachtig plaatje, maar ook een tastbare herinnering aan de dynamische en vaak gewelddadige processen die de structuur en evolutie van sterrenstelsels in het heelal bepalen.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
