Astronomisch Nieuws

De bolhoop VVV CL002 valt naar het galactische centrum

Astronomen hebben met behulp van de Magellan Clay-telescoop in Chili spectroscopische waarnemingen met hoge resolutie uitgevoerd van een galactische bolvormige sterrenhoop die bekend staat als VVV CL002. Ze ontdekten dat de bolhoop naar het centrum van de Melkweg valt. De ontdekking werd gerapporteerd in een artikel dat op 26 december 2023 op de pre-printserver arXiv werd gepubliceerd.

VVV CL002
Deze afbeelding van VISTA is een klein onderdeel van het VISTA Variables in the Via Lactea (VVV)-onderzoek dat systematisch de centrale delen van de Melkweg in infrarood licht bestudeert. In het centrum bevindt zich de zwakke, nieuw gevonden bolvormige sterrenhoop VVV CL002. Deze voorheen onbekende bolhoop, die verschijnt als een onopvallende concentratie van zwakke sterren nabij het midden van de afbeelding, bevindt zich dicht bij het centrum van de Melkweg. Credit: ESO/D. Minniti/VVV-team

Bolvormige sterrenhopen zijn verzamelingen van strak gebonden sterren die rond sterrenstelsels draaien. Astronomen beschouwen ze als natuurlijke laboratoria die onderzoek naar de evolutie van sterren en sterrenstelsels mogelijk maken. In het bijzonder zouden bolvormige sterrenhopen onderzoekers kunnen helpen de ontstaansgeschiedenis en evolutie van sterrenstelsels van het vroege type beter te begrijpen, aangezien de oorsprong van galactische bolhopen nauw verbonden lijkt te zijn met perioden van intense stervorming.

VVV CL002, op een afstand van ongeveer 23.800 lichtjaar, is een galactische bolhoop met een relatief lage lichtsterkte die in 2011 werd gevonden met de VISTA Variables in The Via Lactea Survey (VVV). Met een galactocentrische afstand van ongeveer 1300 lichtjaar wordt aangenomen dat VVV CL2 zich qua bolhoop het dichtst bij het centrum van ons sterrenstelsel bevindt.

Onlangs besloot een team van astronomen onder leiding van Dante Minniti van de Andrés Bello Katholieke Universiteit in Santiago, Chili, nabij-infrarood hoge-resolutie spectroscopie uit te voeren op VVV CL002 om erachter te komen hoe de bolhoop zo dicht bij het galactische centrum overleeft zonder door de getijden verstoord te worden. Voor dit doel gebruikten ze de Warm INfrared Echelle-spectrograph to Realize Extreme Dispersion and sensitivity (WINERED) aan de Magellan Clay-telescoop.

Uit waarnemingen bleek dat VVV CL002 een retrograde orbitale configuratie heeft met een relatief hoge excentriciteit van 0,69, met perigalactocentrische en apogalactocentrische afstanden van respectievelijk 619 en 3400 lichtjaar, ruim binnen de centrale uitstulping. Het bleek dat de baan van VVV CL2 krapper is dan de banen van alle andere bekende galactische bolhopen.

De spiraliserende beweging van VVV CL002 weergegeven
Baan berekend voor VVV CL002 (zwarte lijn), over de waarschijnlijkheidsdichtheid van banen geprojecteerd op het galactische vlak (links) en hoogte boven het vlak z versus galactocentrische straal (rechts). Lichtere kleuren duiden op meer waarschijnlijke gebieden in de ruimte, die vaker worden bemonsterd door de gesimuleerde banen. Credit: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.16028

Het onderzoek leverde belangrijke inzichten op in de chemische samenstelling van VVV CL002. Er werd vastgesteld dat de bolhoop een metalliciteit heeft van -0,54 en een grote abundantie aan alfa-elementen vertoont. Dit geeft aan dat VVV CL002 een oude galactische bolhoop is die samen met andere open sterrenhopen is ontstaan.

Daarom werd VVV CL002 volgens de auteurs van het artikel buiten het centrale gebied van de Melkweg gevormd, maar valt hij nu terug naar het galactische centrum.

De onderzoekers leggen uit dat hen dit brengt bij een scenario waarin VVV CL002 werd gevormd op een relatief grote afstand en pas onlangs naar het centrum begon te vallen.  De bolhoop is vermoedelijk gedoemd om door te gaan met spiraalsgewijs naar de binnenste parsec te gaan en in de niet zo verre toekomst te worden vernietigd.

De astronomen onderstrepen dat verdere waarnemingen met hoge resolutie van VVV CL002 essentieel zouden kunnen zijn om de overlevings- en migratiemechanismen van galactische bolvormige sterrenhopen beter te begrijpen.

Artikel: D. Minniti et al, The globular cluster VVV CL002 falling down to the hazardous Galactic centre, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.16028

Eerste publicatie: 7 januari 2023
Bron: phys.org