De Melkweg is niet homogeen verdeeld

Locatie van de waargenomen O- en B-sterren in het galactische vlak.
Locatie van de waargenomen O- en B-sterren in het galactische vlak. Credit: De Cia et al., doi: 10.1038/s41586-021-03780-0.

Astronomen hebben met behulp van de Hubble Space Telescope de metalliciteit van het neutrale interstellaire medium in de richting van 25 heldere sterren in ons sterrenstelsel bepaald.

Het interstellaire medium, de ruimte tussen de sterren, bestaat uit gassen met verschillende temperaturen, dichtheden en stofdeeltjes. Het neutrale interstellaire medium wordt gedomineerd door neutraal waterstof en bevat tot 8% geïoniseerde fracties

De concentratie van chemische elementen zwaarder dan waterstof, de metalliciteit, bestrijkt in sterren van ons sterrenstelsel verschillende grootte ordes en dat komt omdat ze op verschillende tijdstippen zijn ontstaan.

Er wordt echter aangenomen dat het gas in de buurt van de Zon goed gemengd is en een niveau van chemische verrijking heeft dat vergelijkbaar is met de atmosfeer van de Zon, de zogenaamde solaire metalliciteit.

Tot nu toe waren theoretische modellen van mening dat het neutrale interstellaire medium homogeen was gemengd met ene kleine toename van de metalliciteit in het centrum omdat er zich daar veel meer sterren bevinden, aldus Dr. Petitjean, astronoom van het Institut d’Astrophysique van de Sorbonne universiteit in Parijs.

Petitjean en zijn collega’s gebruikten de Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) van de Hubble om nabije ultraviolet spectra van 25 heldere O- en B-type sterren te verkrijgen en te analyseren.

Ze vonden grote variaties in metalliciteit van meer dan een factor 10 (met een gemiddelde van 55% metalliciteit van de Zon), waaronder veel gebieden met een lage metalliciteit tot ongeveer 17% metalliciteit van de Zon en misschien nog wel lager.

Ze suggereren dat ongerept gas dat in de vorm van snel bewegende wolken op de schijf van ons sterrenstelsel valt de waargenomen chemische inhomogeniteiten op schalen van tientallen lichtjaren kan verklaren. Ze denken dat dit gas met een lage metalliciteit zich niet efficiënt mengt in het interstellaire medium.

Volgens de onderzoekers speelt deze ontdekking een sleutelrol bij het ontwerpen van theoretische modellen over het ontstaan en de evolutie van sterrenstelsels. Men zal vanaf nu simulaties moeten verfijnen zodat de veranderingen in metalliciteit op verschillende locaties in ons sterrenstelsel kunnen worden opgenomen.

De resultaten werden in Nature gepubliceerd.

Artikel: A. De Cia et al. 2021. Large metallicity variations in the Galactic interstellar medium. Nature 597, 206-208;

Eerste publicatie: 11 september 2021
Bron: Sci-News en anderen