LOFAR vindt het grootste radiosterrenstelsel ooit

Het nieuw gevonden radiosterrenstelsel, dat Alcyoneus is gedoopt, heeft een geprojecteerde lengte van 16,3 miljoen lichtjaar (= 4,99 Mpc).

Het radiosterrenstelsel Alcyoneus
Deze gecombineerde radio- infrarode opname toont het radiosterrenstelsel Alcyoneus. Credit: Oei et al., arXiv: 2202.05427.

Volgens astronoom Martijn Oei en zijn collega’s van de Leidse Sterrewacht bevatten de meeste galactische kernen een superzwaar zwart gat dat groeit door gas, stof en sterren uit zijn omgeving aan te trekken.

Het zwarte gat stoot een fractie van zijn accretieschijf plasma uit het gaststelsel langs twee gebundelde gemagnetiseerde jets die zijn uitgelijnd met zijn rotatie-as. De relativistische elektronen genereren, door middel van spiraalbewegingen, synchrotronstraling die wordt waargenomen door radiotelescopen.

De twee jets vervagen geleidelijk of eindigen in hotspots aan het einde van diffuse lobben en verrijken uiteindelijk het intergalactische medium met kosmische straling en magnetische velden.

De volledige lichtgevende structuur wordt, volgens de astronomen, een radiostelsel genoemd. De definitie van een gigantisch radiostelsel past bij het beperkte vermogen om de werkelijke lengte van een radiostelsel af te leiden met behulp van waarnemingen.

Een radiostelsel wordt een gigantisch radiostelsel genoemd als en alleen als zijn juiste lengte, geprojecteerd op het vlak van de sterrenhemel, een bepaalde drempelwaarde overschrijdt, meestal wordt die gekozen op 2,3 of 3,3 miljoen lichtjaar.

Momenteel zijn er ongeveer 1000 gigantische radiosterrenstelsels bekend waarvan de meeste aan de noordelijke hemel zijn gevonden.

Ongeveer 100 radiosterrenstelsels zijn groter dan 6,5 miljoen lichtjaar en 10 zijn groter dan 9,8 miljoen lichtjaar. Het langste radiosterrenstelsel is J1420-0545 dat 16 miljoen lichtjaar meet.

Het nieuwe gigantische radiosterrenstelsel werd voor het eerst gevonden door de Low-frequency Array (LOFAR) radiotelescoop als onderdeel van de LOFAR 2- meter Sky Survey.

Het object, genaamd Alcyoneus, is minstens 16,3 miljoen lichtjaar lang en het bestaat uit de centrale jet-achtige structuur en twee buitenste lobben. De radiobron wordt geassocieerd met SDSS J081421.68+522410.0. dit is een elliptisch sterrenstelsel op een afstand van ongeveer 3 miljard lichtjaar richting het sterrenbeeld Lynx.

De foto van de twee plasmapluimen is volgens de onderzoekers bijzonder. Dit omdat men nog nooit eerder zo’n enorme structuur heeft gezien die door een enkel sterrenstelsel is gemaakt.

De ontdekking laat zien dat de invloedssfeer van sommige sterrenstelsels ver van hun omgeving reikt. Volgens de onderzoekers is Alcyoneus hoogstwaarschijnlijk een filament van het Kosmische Web. Het Kosmische Web is een andere naam voor het hedendaagse, volwassen heelal, dat eruit ziet als een netwerk van draden en knopen die astronomen respectievelijk filamenten en clusters noemen.

De sterrenstelsels in filamenten en clusters zijn zelf duidelijk zichtbaar maar het detecteren van het medium tussen sterrenstelsels is, een handvol uitzonderingen daargelaten, alleen succesvol geweest in clusters. Zou Alcyoneus dit kunnen veranderen?

Omdat Alcyoneus, met als ons eigen sterrenstelsel, deel uitmaakt van een filament voelen zijn pluimen een tegenwind terwijl ze door het medium bewegen. Hierdoor verandert op subtiele wijze de richting en vorm van de pluimen: ze voeren een langzame dans uit met een onzichtbare partner, aldus de onderzoekers. Jarenlang hebben wetenschappers gesuggereerd  dat de vormen van en de druk in de pluimen van radiosterrenstelsels verband kunnen houden met de eigenschappen van filamenten. Maar nooit eerder hebben ze een voorbeeld gevonden waarbij dat verband zo aannemelijk is als bij Alcyoneus.

De pluimen van Alcyoneus zijn namelijk zo groot en ijl dat het relatief gemakkelijk door het omringende medium kunnen worden gevormd.

De ontdekking wordt beschreven in een artikel dat wordt gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics.

Artikel: Martijn S.S.L. Oei et al. 2022. The discovery of a radio galaxy of at least 5 Mpc. A&A, in press; arXiv: 2202.05427

Eerste publicatie: 18 februari 2022
Bron: Sci-News & anderen