Astronomen vinden twee oude substructuren in de Melkweg
De substructuren, Shakti en Shiva genoemd, zijn tussen de 12 en 13 miljard jaar oud – zo oud dat ze waarschijnlijk zelfs vóór de oudste delen van de huidige spiraalarmen en schijf van de Melkweg ontstonden.
Volgens dr. Khyati Malhan van het Max Planck Instituut voor Astronomie is het verbazingwekkend dat ze deze oude structuren überhaupt hebben kunnen detecteren.
De Melkweg is ingrijpend veranderd sinds de geboorte van deze sterren dat de onderzoekers niet hadden verwacht ze zo duidelijk als groep te herkennen – maar de ongekende gegevens van de Gaia-satelliet maakte dit wel mogelijk.
Met behulp van waarnemingen van Gaia konden Dr. Malhan en Dr. Hans-Walter-Rix van het Max Planck Institute voor Astronomie de banen van individuele sterren in de Melkweg bepalen, samen met hun inhoud en samenstelling.
Toen ze de banen van al deze sterren visualiseerden vielen twee nieuwe structuren met een bepaalde chemische samenstelling op tussen de sterren. Deze structuren werden Shakti en Shiva genoemd.
Elke stroom bevat een massa van ongeveer 10 miljoen zonsmassa, met sterren die 12 tot 13 miljard jaar oud met een vergelijkbare samenstelling die zich allemaal in zeer vergelijkbare banen bewegen.
De manier waarop ze zijn verspreid suggereert dat ze zich mogelijk als afzonderlijke fragmenten hebben gevormd die al vroeg in haar bestaan met de Melkweg zijn samengesmolten.
Zowel de Shakti- als de Shiva-stromen liggen in de richting van het centrum van de Melkweg.
Gaia verkende dit deel van de Melkweg in 2022 met behulp van een soort galactische archeologie. Hieruit bleek dat het gebied gevuld was met de oudste sterren in de hele Melkweg, allemaal geboren voordat de schijf van de Melkweg zich zelfs maar goed had gevormd.
De sterren daar zijn zo oud dat ze veel van de zwaardere elementen missen die later in het leven van het heelal ontstaan.
De sterren in het hart van de Melkweg zijn metaalarm, dus noemden de onderzoekers dit gebied het “arme oude hart” van de Melkweg.
Tot nu toe hadden astronomen alleen deze zeer vroege fragmenten herkend die samenkwamen en het oeroude hart van de Melkweg vormden.
Bij Shakti en Shiva zien ze nu de eerste stukken die vergelijkbaar oud lijken maar verder weg liggen.
Deze betekenen de eerste stappen in de groei van ons sterrenstelsel naar zijn huidige vorm.
Hoewel ze erg op elkaar lijken zijn de twee stromen niet identiek. Shakti-sterren draaien iets verder van het centrum van de Melkweg en in meer cirkelvormige banen dan de Shiva-sterren.
Toepasselijk genoeg zijn de twee stromen vernoemd naar een goddelijk echtpaar uit de hindoefilosofie dat zich verenigt om het heelal te maken.
Zo’n 12 miljard jaar geleden zag de Melkweg er heel anders uit dan de ordelijke spiraal die we vandaag de dag zien.
Astronomen denken dat de Melkweg ontstond toen meerdere lange, onregelmatige filamenten van gas en stof samenkwamen. Die vormden allemaal sterren en ontwikkelden zich samen om de geboorte van ons sterrenstelsel zoals wij dat kennen, te ontketenen.
Het lijkt erop dat Shakti en Shiva twee van deze componenten zijn – en toekomstige publicaties van Gaia-gegevens kunnen meer hierover onthullen.
De auteurs hebben ook een dynamische kaart gemaakt van andere bekende componenten die een rol hebben gespeeld bij het ontstaan van ons sterrenstelsel en die zijn gevonden met behulp van Gaia-gegevens.
Dit zijn o.a. Gaia-Sausage-Enceladus, LMS1/Wukong, Arjuna/Sequoia/I’itol en Pontus.
Deze sterren maken allemaal deel uit van de complexe stamboom van de Melkweg, iets waar Gaia de afgelopen tien jaar aan heeft gewerkt.
Meer onthullen over de kindertijd van de Melkweg is een van de doelstellingen van Gaia en dit zal zeker worden bereikt, aldus de onderzoekers. Astronomen moeten de subtiele maar cruciale verschillen tussen sterren in de Melkweg nauwkeurig vaststellen om te begrijpen hoe ons sterrenstelsel is ontstaan en geëvolueerd. Dit vereist ongelooflijk nauwkeurige gegevens en dankzij Gaia zijn die gegevens nu beschikbaar.
Terwijl astronomen verrassende delen van ons sterrenstelsel ontdekken, zoals de Shiva- en Shakti-stromen, vullen ze de gaten op en schetsen ze een vollediger beeld van niet alleen ons huidige thuis maar ook van onze vroegste kosmische geschiedenis.
Het onderzoek in in de Astrophysical Journal gepubliceerd
Artikel: Khyati Malhan & Hans-Walter Rix. 2024. Shiva and Shakti: Presumed Proto-Galactic Fragments in the Inner Milky Way. ApJ 964, 104; doi: 10.3847/1538-4357/ad1885
Eerste publicatie: 23 maart 2024
Bron: sci-news
