Wat zijn elliptische sterrenstelsels?

IC 1101 vergeleken met onze Melkweg
IC 1101 vergeleken met M87 en ons eigen sterrenstelsel. IC 1101 is het grootste sterrenstelsel dat we op dit moment kennen.

Elliptische sterrenstelsels zijn het meest voorkomende type sterrenstelsel dat we in het heelal vinden maar door hun leeftijd en het feit dat ze vaak weinig licht uitzenden worden ze meestal overtroffen door jongere helderdere collecties sterren.

Elliptische sterrenstelsels hebben geen zwierige armen die de meer bekende elliptische sterrenstelsels wel hebben. In plaats daarvan hebben ze een ronde of elliptische vorm en lijken ze vaak op een vervormde cirkel.

Een van de bekendste elliptische sterrenstelsels is Cygnus A, een sterrenstelsel dat ongeveer 600 miljoen lichtjaar van ons is verwijderd en dat een extreem sterke radiobron is. Cygnus A is niet alleen bekend onder astronomen maar het sterrenstelsel heeft ook een plek in de sciencefiction. Het wordt genoemd in het boek “Contact” uit 1985 dat werd geschreven door de astronoom Carl Sagan en dat leidde tot de gelijknamige film “Contact”.

Classificatie en kenmerken

In 1926 stelde de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble een systeem op voor de classificaties van sterrenstelsels. Bekend als het Hubble Diagram of de Hubble stemvork worden sterrenstelsels ingedeeld op hun vorm. Bij deze indeling worden elliptische sterrenstelsels geclassificeerd naarmate ze uitgerekt zijn. Sterrenstelsels die geclassificeerd zijn als E0 zijn bijna perfect cirkelvormig en de sterrenstelsels die als E7 zijn geclassificeerd zijn langer dan ze breed zijn. Het voorkomen van een sterrenstelsel is ook gerelateerd aan hoe wijer vanaf de Aarde tegenaan kijken. Een sterrenstelsel met een E7 vorm waar we van boven opkijken zal als een E0 zichtbaar zijn omdat we de uitgestrekte vorm die erachter ligt niet kunnen zien.

Elliptische sterrenstelsels hebben een groter bereik in grootte dan andere typen sterrenstelsels. De kleinste zijn dwergsterrenstelsels die kleiner kunnen zijn dan 10% van de grootte van onze Melkweg. Maar elliptische sterrenstelsels kunnen ook een doorsnede hebben van meer dan een miljoen lichtjaar en meer dan tien biljoen sterren bevatten. Messier 87 is een van de grootste sterrenstelsels die we kennen en het is geclassificeerd als een E0 elliptisch sterrenstelsel.

M87 in het sterrenbeeld Virgo - Maagd
Eén van de grootste elliptische sterrenstelsels die we kennen is M87 in het sterrenbeeld Virgo – Maagd

Astronomen hebben meer spiraalsterrenstelsels gevonden dan elliptische sterrenstelsels maar dat komt eenvoudigweg doordat spiraalsterrenstelsels gemakkelijker zijn te zien. Spiraalsterrenstelsels zijn helder en elliptische sterrenstelsels meestal niet. In spiraalvormige sterrenstelsels vindt nog op grote schaal stervorming plaats maar elliptische sterrenstelsels bevatten weinig gas en stof en daardoor vindt er nauwelijks nog stervorming in plaats. De bestaande sterren in een elliptisch sterrenstelsel zijn gemiddeld ouder en stralen meer rood licht uit dan jongere sterren.

Waarom denken astronomen dan dat er veel meer elliptische sterrenstelsels zijn dan spiraalvormige sterrenstelsels? Als erin specifieke gebieden tot in detail wordt gezocht naar sterrenstelsels dan blijkt dat er meer elliptische sterrenstelsels worden gevonden. Astronomen denken dat dit geldt voor het gehele heelal.

Geschiedenis en ontstaan

Omdat elliptische sterrenstelsel oudere sterren en minder gas bevatten denken astronomen dat deze sterrenstelsels aan het einde van de evolutionaire lijn van sterrenstelsels staan. Het heelal is een gewelddadige plaats en er komen regelmatig botsingen tussen sterrenstelsels voor. Zo ligt onze Melkweg op ramkoers met het Andromedastelsel en tijdens de botsing verliest het gefuseerde sterrenstelsel zijn kenmerkende spiraalvorm en kan er een minder gestructureerd elliptisch sterrenstelsel overblijven.

Men denkt dat er in de kern van deze oude elliptische sterrenstelsels een superzwaar zwart gat huist dat gas en stof opvreet en daarmee een belangrijke rol speelt in de tragere groei van elliptische stelsels.

Elliptische sterrenstelsels ontstaan uit botsingen en komen dus algemeen voor bij clusters en groepen van sterrenstelsels. Ze worden veel minder in het jonge heelal aangetroffen en dat onderschrijft het idee dat ze het product zijn van botsingen die op een latere leeftijd van een sterrenstelsel voorkomen.

Onderzoek van de laatste jaren heeft heel wat informatie opgeleverd over de evolutie van elliptische sterrenstelsels.

Zo toonde in 2014 een onderzoek aan dat superzware zwarte gaten mogelijk verantwoordelijk zijn voor de stervorming in elliptische sterrenstelsels en dat zou dan verklaren waarom er zo weinig nieuwe sterren zijn te vinden in elliptische sterrenstelsels. Voorheen d achten astronomen dat elliptische sterrenstelsels te weinig koud gas hadden dat nodig is voor stervorming maar dit nieuwe onderzoek toonde aan dat er eigenlijk meer als voldoende koud gas in elliptische sterrenstelsels aanwezig is maar dat het door superzware zwarte gaten in het gebied is weggeblazen.

In 2015 ontdekten onderzoekers dat sommige compacte elliptische sterrenstelsels als gevolg van galactische interacties massa verloren en dat heeft grote gevolgen voor wat er gebeurt als sterrenstelsels botsen en fuseren.

Fusies met elliptische sterrenstelsels zouden zelfs vreemde hydride vormen kunnen opleveren zoals het Sombrero stelsel. In 2012 ontdekten astronomen met behulp van de Spitzer Space Telescope van de NASA dat het Sombrero stelsel eigenlijk bestaat uit twee sterrenstelsels. Hun onderzoek classificeerde de Sombrero als een elliptisch sterrenstelsel met een platte schijf in zijn binnenste.

M104 in Virgo
M104 in het sterrenbeeld Virgo- Maagd

Dergelijke onderzoeken zorgen ervoor dat soms elliptische sterrenstelsels in een andere klasse worden ingedeeld. Dit gebeurde in 2016 bijvoorbeeld ook met UGC 1382. Astronomen bepaalden dat dit geen elliptisch sterrenstelsel was meer een vreemde combinatie dan kosmische delen die het resultaat zijn van verschillende fusies. Wetenschappers willen graag weten hoeveel er van dergelijke sterrenstelsels voorkomen in ons heelal.

 

relevante artikelen:

 

Eerste publicatie: 18 augustus 2013
Volledige revisie op: 24 september 2016