Astronomen vinden fossiele restanten van oude dwergsterrenstelsels in de Virgo Cluster
Astronomen die de Gemini North-telescoop gebruikten, hebben de restanten gevonden van 106 sterrenstelsels terwijl ze overgaan in ultracompacte dwergstelsels.
Ultra-compacte dwergstelsels (UCD’s) behoren tot de dichtste stellaire groepen in het heelal.
Omdat ze compacter zijn dan andere sterrenstelsels met een vergelijkbare massa, maar groter dan sterrenhopen – de objecten waar ze het meeste op lijken – hebben deze mysterieuze objecten de classificatie getrotseerd.
Het idee dat UCD’s overblijfselen zijn van verstoorde dwergsterrenstelsels is geopperd sinds ze ruim 20 jaar geleden werden ontdekt.
Eerdere zoekopdrachten hebben echter niet de grote populatie van sterrenstelsels in transitie onthuld die je zou verwachten te vinden.
Daarom voerden astronoom Kaixang Wang en collega’s van de universiteit van Beijing een systematische zoektocht uit naar deze objecten rond de Virgo Cluster, een groep van ongeveer 1300 – en mogelijk 2000 – ledenstelsels in de richting van het sterrenbeeld Maagd – Virgo.
Met behulp van de Gemini North-telescoop identificeerden ze 106 van deze ontbrekende-schakelstelsels die elke fase van het transformatieproces laten zien.
Volgens astronoom Eric Peng bieden hun resultaten het meest complete beeld van de oorsprong van deze mysterieuze klasse van sterrenstelsels die bijna 25 jaar geleden werd ontdekt.
Hun onderzoek laat zien dat 106 kleine sterrenstelsels in de Virgo Cluster afmetingen hebben die tussen normale dwergsterrenstelsels en UCD’s liggen, wat een continuüm onthult dat de groottekloof tussen sterrenhopen en sterrenstelsels opvult.
De astronomen hebben hun steekproef samengesteld door eerst naar beelden te kijken van de Next Generation Virgo Cluster Survey, gemaakt met de Canada-France-Hawaï Telescope.
En hoewel ze honderden kandidaat-UCD-voorlopers konden identificeren, konden ze hun ware aard niet bevestigen.
Het probleem was dat UCD’s die omgeven zijn door sterrenstelsels niet te onderscheiden zijn van normale sterrenstelsels die zich verder weg buiten de Virgo Cluster bevinden.
Om de kandidaat-UCD-voorlopers te onderscheiden van de achtergrondstelsels, voerden de onderzoekers vervolg-spectroscopische onderzoeken uit met de Gemini North om concretere metingen van hun afstanden te verkrijgen.
Dankzij deze waarnemingen konden astronomen alle achtergrondstelsels uit hun steekproef verwijderen, totdat alleen de UCD’s binnen de Virgo Cluster overbleven.
Verspreid over dit enorme onderzoek bevinden zich vele dwergstelsels die ultracompacte centrale sterrenhopen bevatten.
Deze sterrenhopen vertegenwoordigen de vroege stadia van het transformatieproces en suggereren dat nadat naburige massieve sterrenstelsels deze dwergen van hun buitenste lagen van sterren en gas hebben ontdaan, er een object overblijft dat identiek is aan de UCD’s in een laat stadium die al zijn geïdentificeerd.
De wetenschappers vonden ook veel objecten met zeer uitgebreide en diffuse sterrenomhulsels eromheen, wat erop wijst dat ze momenteel in de greep zijn van een transitie terwijl hun sterren en donkere materie worden weg gestript.
Binnen hun uitgebreide steekproef identificeerde het team objecten in verschillende andere stadia van het evolutionaire proces die, wanneer ze op volgorde worden geplaatst, een meeslepend verhaal vertellen over de morfologie van UCD’s.
Bovendien bevonden bijna alle kandidaten zich in de buurt van massieve sterrenstelsels, wat erop wijst dat hun lokale omgeving een belangrijke rol speelt bij hun vorming.
Toen de astronomen eenmaal de Gemini-waarnemingen hadden geanalyseerd en alle achtergrondverontreiniging hadden geëlimineerd, konden ze zien dat alle overgangsstelsels vrijwel uitsluitend in de buurt van de grootste sterrenstelsels bestonden.
Voor astronomen is het opwindend dat ze deze transformatie eindelijk in actie kunnen zien. Het vertelt hen dat veel van deze UCD’s zichtbare fossiele overblijfselen zijn van oude dwergsterrenstelsels in clusters van sterrenstelsels, en dat hun resultaten suggereren dat er waarschijnlijk nog veel meer overblijfselen met een lage massa zijn te vinden.
De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Artikel: K. Wang et al. 2023. An evolutionary continuum from nucleated dwarf galaxies to star clusters. Nature 623, 296-300; doi: 10.1038/s41586-023-06650-z
Eerste publicatie: 19 november 2023
Bron: sci-news
