Astronomen vinden ongewoon groot sterrenstelsel in het piepjonge heelal

De mogelijke evolutie van sterrenstelsel XMM-2599
Deze afbeelding toont de mogelijke evolutie van XMM-2599 van een massief, stoffig stervormingssterrenstelsel (links) naar een inactief rood sterrenstelsel (midden) en daarna misschien naar een helder sterrenstelsel in een cluster (rechts).

Een internationaal team van astronomen onder leiding van de universiteit van Californië heeft een ongewoon groot sterrenstelsel gevonden dat ongeveer 12 miljard jaar geleden bestond. Het heelal was toen pas ongeveer 1,8 miljard jaar oud. Dat is 13 procent van de huidige leeftijd van 13,8 miljard jaar.

Het team maakte gebruik van de W.M. Keck sterrenwacht op Mauna Kea op Hawaii. Het sterrenstelsel dat ze vonden kreeg de aanduiding XMM-2599. In het sterrenstelsel vond op zeer hoge snelheid stervorming plaats en daarna stierf het. Waarom die stervorming plotseling is gestopt is onbekend.

Zelfs voordat het heelal 2 miljard jaar oud was had XMM-2599 al meer dan 300 miljard sterren gemaakt. Het was een zogenaamd supermassief sterrenstelsel. Heel vreemd is dat het sterrenstelsel in een enorm tempo sterren produceerde toen het heelal nog jonger was dan 1 miljard jaar en tegen de tijd dat het heelal 1,8 miljard jaar oud was de stervorming plotseling stopte.

De astronomen maakten gebruik van de Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration (MOSFIRE) van de Keck sterrenwacht om gedetailleerde metingen te doen aan XMM-2599 en om zeer nauwkeurig de afstand tot het sterrenstelsel te bepalen.

Er waren waarnemingen van meer dan negen uur nodig om de massa en de afstand van XMM-2599 nauwkeurig te bepalen. In de jonge jaren van het heelal waren er maar weinig sterrenstelsels waar geen stervorming meer plaatsvond en onder die sterrenstelsels bevonden zich geen zware, grote sterrenstelsels als XMM-2599.

Modellen

Het bestaan van deze enorm zware sterrenstelsels zoals XMM-2599 zorgt voor uitdagingen voor modellen die astronomen hebben gemaakt over hoe het jonge heelal er uit zag. In de beginjaren van het heelal waren dergelijke enorm grote sterrenstelsels erg zeldzaam.. Toch voorspellen de modellen dat ze er moeten zijn geweest. Echter, de modellen zeggen dat er in deze ultra zware sterrenstelsels actieve stervorming moet plaatsvinden. XMM-2599 is extra interessant omdat er geen stervorming meer plaatsvindt. Misschien is dat veroorzaakt doordat het sterrenstelsel geen brandstof meer had om sterren te maken of dat een zwart gat stervorming is gaan tegenwerken. Volgens de astronomen lijkt het er wel op dat modellen over stervorming in jonge sterrenstelsels herzien moeten worden.

Het onderzoeksteam zegt dat XMM-2599 tijdens zijn piek meer dan 1000 zonsmassa aan sterren maakte. Het is voor stervorming een enorm hoog getal. In ons eigen sterrenstelsel ontstaat er gemiddeld eens per jaar een nieuwe ster.

XMM-2599 is misschien een afstammeling van een groep stoffige sterrenstelsels waar op hoge snelheid stervorming heeft plaatsgevonden en die pas onlangs met behulp van een nieuwe generatie infrarood telescopen is ontdekt.

Op welke manier XMM-2599 is geëvolueerd is echter onduidelijk

XMM-2599 is waargenomen toen het al inactief was. Het is onbekend hoe het sterrenstelsel er tegenwoordig uit zou zien. Astronomen weten dat het sterrenstelsel geen massa kan verliezen. Voor astronomen is het een interessante vraag was er rondom het sterrenstelsel plaatsvindt. Door de enorme massa kan het wellicht nabije stervormingssterrenstelsels aantrekken waardoor het weer veel helderder kan worden.

Volgens de onderzoekers is het niet uitgesloten dat in de 11,7 miljard jaar na het uitdoven van stervorming XMM-2599 een centraal lid is geworden van een van de helderste en meest massieve clusters van sterrenstelsels in het lokale heelal.

Om de openstaande vragen die door XMM-2599 werden opgeroepen proberen te beantwoorden hebben de astronomen meer waarneemtijd gekregen van de Keck sterrenwacht.

XMM-2599 werd aan de hand van opnames als interessant geïdentificeerd. Om de aard van het sterrenstelsel beter te bevestigen en te karakteriseren werd gebruik gemaakt van de Keck telescopen. MOSFIRE is momenteel een van de meest efficiënte instrumenten ter wereld om dit soort onderzoek te kunnen doen.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Astrophysical Journal

 

Eerste publicatie: 10 februari 2020
Bron: diverse persberichten