Astronomisch Nieuws

Chandra vindt een eenzaam sterrenstelsel in het jonge heelal

3C 297 bevindt zich op een afstand van ongeveer 9,2 miljard lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Maagd – Virgo en het bevat een quasar, een supermassief zwart gat dat gas aantrekt in het centrum van het sterrenstelsel en krachtige jets materie voortstuwt die te zien zijn in radiogolven.

3C 297
Deze afbeelding toont 3C 297 die eenzamer is dan verwacht nadat het waarschijnlijk zijn voormalige begeleidende sterrenstelsels naar binnen trok en absorbeerde. In dit nieuwe samengestelde beeld zijn de Chandra-gegevens paars gekleurd, de VLA-gegevens rood en de Gemini-gegevens groen. Zichtbaar licht en infraroodgegevens van Hubble (respectievelijk blauw en oranje) zijn ook opgenomen. Credit: NASA / CXC / University of Torino / Missaglia et al. / ESA / STScI & International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / NRAO / AUI / NSF.

De omgeving van 3C 297 lijkt de belangrijkste kenmerken van een sterrenstelselcluster te hebben, enorme structuren die gewoonlijk honderden of zelfs duizenden sterrenstelsels bevatten. Toch staat dit sterrenstelsel op zichzelf.

Het resultaat, verkregen met de Chandra röntgentelescoop van de NASA en de Gemini sterrenwacht, kan grenzen verleggen voor hoe snel astronomen verwachten dat sterrenstelsels in het jonge heelal zullen groeien.

Volgens de onderzoekers lijkt het erop dat ze een cluster van sterrenstelsels hebben gevonden die bijna al zijn sterrenstelsels mist. Men had verwacht dat er minstens een 12-tal sterrenstelsels ter grootte van ons Melkweg zichtbaar zouden zijn maar men ziet er maar eentje.

De astronomen zien twee belangrijke kenmerken van een sterrenstelselcluster in de röntgengegevens van Chandra.

Ten eerste laten de röntgengegevens zien dat het eenzame sterrenstelsel omgeven is door grote hoeveelheden gas met temperaturen van tientallen miljoenen graden – iets wat normaal gesproken te zien is in clusters van sterrenstelsels.

Ten tweede heeft de jet van het superzware zwarte gat een intense bron van radiostraling gecreëerd op een afstand van ongeveer 140.000 lichtjaar. Dit impliceert dat hij door het gas rondom het sterrenstelsel heeft geploegd.

Een derde kenmerk van clusters van sterrenstelsels dat 3C 297 heeft werd eerder gevonden in gegevens van de Karl G. Jansky Very Large Array. Een van de radiojets is gebogen en dat toont aan dat er interactie is geweest met zijn omgeving.

Ondanks deze belangrijke kenmerken van een cluster van sterrenstelsels onthulden nieuwe gegevens van de Gemini sterrenwacht dat geen van de 19 sterrenstelsels die optisch in de buurt van 3C 297 zichtbaar zijn en waarvan nauwkeurige afstandsmetingen bekend zijn, daadwerkelijk op dezelfde afstand staat als het eenzame sterrenstelsel.

De vraag is nu wat er met al die andere sterrenstelsels is gebeurd. De onderzoekers denken dat de zwaartekracht van het ene grote sterrenstelsel in combinatie met interacties tussen de sterrenstelsels te sterk was en dat ze samensmolten met het grote sterrenstelsel. Voor deze sterrenstelsels was verzet blijkbaar zinloos.

De onderzoekers denken dat 3C 297 niet langer een cluster van sterrenstelsels is maar een fossiele groep. Dit is het eindstadium van een sterrenstelsel dat dichterbij komt en versmelt met verschillende andere sterrenstelsels.

Hoewel er al veel andere fossiele groepen zijn gevonden is deze, op 9,2 miljard lichtjaar, wel bijzonder ver weg. Het kan, volgens de onderzoekers, een uitdaging zijn om uit te leggen hoe het heelal dit systeem slechts 4,6 miljard jaar na de Oerknal heeft kunnen creëren.

Het bijt zich niet met de ideeën die astronomen hebben over kosmologie maar het begint wel de grenzen te verleggen van hoe snel zowel sterrenstelsels als clusters van sterrenstelsels moeten zijn ontstaan.

Een artikel met de bevindingen is in de Astrophysical Jounal Supplement Letters gepubliceerd.

Artikel: Valentina Missaglia et al. 2023. Powerful Yet Lonely: Is 3C 297 a High-redshift Fossil Group? ApJS 264, 6; doi: 10.3847/1538-4365/ac9f3e

Eerste publicatie: 11 maart 2023
Bron: sci-news