Astronomen bevestigen botsing tussen de twee Magelhaanse Wolken

Dorado - LMC
De Grote Magelhaanse Wolk in het sterrenbeeld Dorado

Als je eens de gelegenheid hebt om naar het zuidelijk halfrond te reizen dan kan je op een heldere nacht twee heldere wolken aan de sterrenhemel zien. Deze wolken van sterren zijn satellietstelsels van ons sterrenstelsel; het zijn de Kleine Magelhaanse Wolk en de Grote Magelhaanse Wolk. Met behulp van gegevens van een nieuwe krachtige telescoop in de ruimte hebben astronomen van de universiteit van Michigan ontdekt dat het zuidoostelijke gebied van de Kleine Magelhaanse Wolk zich weg beweegt van de rest van dit dwergsterrenstelsel. Hiermee is onomstotelijk bewijs geleverd dat de Kleine en de Grote Magelhaanse Wolk relatief recent met elkaar in botsing zijn geweest.

Volgens de onderzoekers is het duidelijk te zien dat deze regio zich in zijn eigen gebied in de ruimte bevindt dat zich verwijderd van de rest van de Kleine Magelhaanse Wolk.

Hun resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift The Astrophysical Journal Letters.

De astronomen onderzochten de Kleine Magelhaanse Wolk op zogenaamde runaway-sterren. Dit zijn sterren die uit hun sterrenhoop binnen de Kleine Magelhaanse Wolk zijn gestoten. De astronomen gebruikten de data van de Europese Gaia-telescoop om de Kleine Magelhaanse Wolk te onderzoeken. De ESA heeft onlangs de tweede dataset van deze telescoop vrijgegeven.

Gaia is ontworpen om sterren gedurende een periode van verschillende jaren steeds opnieuw waar te nemen om zo hun beweging in de tijd te kunnen bepalen. Deze beweging noemen we de eigenbeweging van een ster en op deze manier zijn astronomen in staat om te bepalen op welke manier sterren langs de sterrenhemel bewegen.

De astronomen zochten naar erg zware, hete jonge sterren. De heetste en meest heldere sterren die redelijk zeldzaam zijn. Het mooie van de Kleine Magelhaanse Wolk en de Grote Magelhaanse Wolk is dat het aparte sterrenstelsels zijn dus men zocht naar de zwaarste sterren in een enkel sterrenstelsel.

Het onderzoeken van sterren in een enkel sterrenstelsel kan astronomen op twee manieren helpen. Ten eerste levert het een statistisch compleet overzicht op van alle sterren in het stelsel en ten tweede zorgt het voor een uniforme afstand tot aan alle sterren en dat helpt dan eer mee om hun individuele snelheden te kunnen bepalen.

Het is interessant dat Gaia de eigenbeweging van deze sterren in kaart heeft kunnen brengen want het zijn precies de bewegingen waar de groep astronomen naar op zoek was. Je kan het vergelijken met iemand die in de cabine rondloopt van een vliegtuig dat vliegt. De beweging die we dan zien is de beweging van het vliegtuig maar ook de veel langzamere beweging van de persoon die in dat vliegtuig loopt.

De astronomen verwijderden de beweging van de Kleine Magelhaanse Wolk om zo meer te leren over de snelheden van de individuele sterren. Men is geïnteresseerd in de snelheid van de individuele sterren omdat men probeert te begrijpen welke processen er zich in de wolk afspelen.

De astronomen bestuderen de runaway-sterren om te bepalen hoe ze uit hun sterrenhopen zijn weggeschoten. Eén van de mechanismes die dit kan veroorzaken is het dubbelster-supernova scenario. In dit scenario explodeert een van de twee sterren die door middel van de zwaartekracht met elkaar verbonden zijn, als een supernova waarbij de andere ster wordt weggeslingerd. Als dit gebeurt dan ontstaat er een dubbelster die röntgenstraling uitzendt.

Een ander mechanisme is dat een instabiele cluster van sterren uiteindelijk een of twee sterren uit de groep wegstoot. Dit wordt het dynamische ejectie scenario genoemd waarbij normale dubbelsterren ontstaan. De onderzoekers vonden onder zowel de röntgen dubbelsterren als de normale dubbelsterren een significante hoeveelheid runaway-sterren waaruit men concludeerde dat beide mechanismes belangrijk zijn bij het wegslingeren van sterren uit sterrenhopen.

Toen de astronomen aan het rekenen waren met de dataset van de Gaia bleek dat alle sterren in het zuidoostelijke deel van de Kleine Magelhaanse Wolk op dezelfde snelheid in dezelfde richting bewegen. Dit betekent dat de Kleine en de Grote Magelhaanse Wolken enkele honderden miljoenen jaren geleden met elkaar hebben gebotst.

Een van de astronomen, Gurtina Besla van de universiteit van Arizona stopte alle beschikbare gegevens in een computermodel en bracht zo de botsing tussen de beide Wolken in kaart. Haar team voorspelde enkele jaren geleden al dat een directe botsing ervoor zorgen dat de zuidoostelijke regio van de Kleine Magelhaanse Wolk richting de Grote Magelhaanse Wolk zou bewegen en als de twee Wolken naast elkaar langs zouden schuren de sterren van het zuidoostelijke gebeid in de Kleine Magelhaanse Wolk in een richting haaks er zouden bewegen. In plaats hiervan blijkt nu dat de zuidoostelijke regio van de Kleine Magelhaanse Wolk weg beweegt en dat bevestigt dat er in het verleden een directe botsing heeft plaats gevonden tussen beide dwergsterrenstelsels.

De astronomen willen zoveel mogelijk gegevens over deze sterren verzamelen zodat ze de ejectie mechanismes beter kunnen begrijpen. Iedereen vindt het geweldig om naar afbeeldingen van verre sterrenstelsels en nevels te kijken maar de Kleine Magelhaanse Wolk is astronomisch gezien heel dicht bij ons. De beide Wolken zijn zelfs al met het blote oog zichtbaar. Dit feit, samen met de gegevens van de Gaia, maakt het mogelijk om de complexe bewegingen van sterren binnen de Kleine Magelhaanse Wolk te bestuderen en zelfs een en ander over de evolutie ervan te leren.

Bron: umich.edu

Eerste publicatie: 30 oktober 2018