Nieuwe kaart van de ruimte meet nauwkeurig bijna 400.000 nabije sterrenstelsels

Een nieuwe kosmische atlas bevat nauwkeurige details van bijna 400.000 sterrenstelsels in de omgeving van de Melkweg. En de atlas is niet alleen enorm nuttig voor astronomen die op zoek zijn naar harde gegevens maar bevat ook prachtige afbeeldingen die gratis online toegankelijk zijn voor het publiek en waarmee we onze uithoek van het heelal kunnen keren kennen.

Deze digitale atlas, de Siena Galaxy Atlas (SGA) genaamd, is gemaakt met behulp van gegevens van drie astronomische onderzoeken die tussen 2014 en 2017 zijn verzameld bij het Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) en het Kitt Peak National Observatory (KPNO). Samen staan deze onderzoeken bekend als de DESI Legacy Surveys.

Kosmische atlassen van dit type helpen astronomen patronen te ontdekken die helpen bij het categoriseren van nieuwe ontdekkingen, zoals sterren die plotseling opvlammen en vervolgens verdwijnen – zogenaamde “transiënten’”. Bovendien stellen dergelijke atlassen astronomen in staat te identificeren welke objecten kanshebbers zijn voor gedetailleerd vervolgonderzoek. Deze databases moeten ook voortdurend worden bijgewerkt om deze ontdekkingen bij te houden, vooral in de moderne tijd waarin telescooptechnologieën zich snel blijven verbeteren.

Dat is waar de verdienste van de SGA om de hoek komt kijken. Deze atlas vertegenwoordigt maximale nauwkeurigheid en belooft een goudmijn van galactische informatie te worden voor astronomen die alles willen onderzoeken, van geboorte en evolutie van sterrenstelsels tot de verspreiding van donker materie en de voortplanting van zwaartekrachtsgolven door de ruimte.

“Nabijgelegen sterrenstelsels zijn belangrijk omdat we ze gedetailleerder kunnen bestuderen dan welke andere sterrenstelsels in het heelal dan ook; ze zijn onze kosmische buren”, zegt John Moustakas, SGA-projectleider en hoogleraar natuurkunde aan het Siena College, in een verklaring. “Ze zijn niet alleen opvallend mooi, maar ze bevatten ook de sleutel tot het begrijpen van hoe sterrenstelsels ontstaan en evolueren, inclusief ons eigen Melkwegstelsel.

Staande op de schouders van reuzen

Het in kaart brengen van de nachtelijke hemel is een praktijk die al eeuwen teruggaat, met als andere opmerkelijke kosmische atlassen zoals de Catalog des Nébuleuses et des Amas d’Étoiles (Catalogus van Nevels en Sterrenhopen) uit 1774, opgesteld door de Franse astronoom Charles Messier, en de New General Catalog, bedacht door John Louis Emile Dreyer in 1888 en meer recentelijk, in 1999, de Third Reference Catalog of Bright Galaxies, waarin sterrenstelsels nog steeds de voorvoegsels Messier (M) en NGC in hun naam dragen, wat aangeeft dat ze oorspronkelijk toe behoorden aan eerdere catalogi.

De SGA staat op de schouders van deze astronomische erfenis – maar terwijl historische atlassen afhankelijk waren van verouderde apparatuur en fotografische platen, waren de onderzoek die de SGA informeerden afhankelijk van de modernste digitale beelden. Deze atlas is bijvoorbeeld samengesteld uit informatie verkregen met de Dark Energy Camera (DECam) op de Victor M. Blanco 4 meter telescoop in Chili, de Mozaïek3 camera op de Nicolas U. Mayall 4 meter telescoop en de 90Prime camera op de Bok 2,3 meter telescoop. Aanvullende gegevens werden aan de atlas vertrekt door de Wide-field Infrared Survey ruimtetelescoop (WISE) van de NASA.

Alles bij elkaar bestrijken deze onderzoeken een gebied van 20.000 vierkante graden, wat overeenkomt met bijna de helft van de nachtelijke hemel boven de Aarde. dit betekent fat de SGA een absoluut enorme hoeveelheid kosmische informatie op één plek bevat, inclusief de locaties, vormen en afmetingen van honderdduizenden grote sterrenstelsels die relatief dicht bij de Melkweg staan.

Wat de SGA echt onderscheidt, is de nauwkeurigheid van al die gegevens, dankzij het feit dat ze zijn gebaseerd op beelden die zijn vastgelegd met zeer gevoelige instrumenten. SGA is ook de eerste kosmische atlas de beschrijft hoe de helderheid van het sterrenstelsel verandert van het helderste punt, meestal in het centrum, naar het zwakste punt, meestal aan de rand.

“Eerdere compilaties van sterrenstelsels werden geplaagd door onjuiste posities, afmetingen en vormen van sterrenstelsels en bevatten ook vermeldingen die geen sterrenstelsels waren, maar sterren of artefacten”, zei Arjun Dey, een projectwetenschapper en astronoom bij het NOIRLab, in een verklaring. De SGA ruimt dit allemaal op voor een groot deel van de hemel en levert bovendien de beste helderheidsmetingen voor sterrenstelsels op, iets wat we nog niet eerder betrouwbaar hebben gehad voor een atlas van deze omvang.

Enkele specifieke projecten die astronomen met SGA-gegevens zouden kunnen ondernemen, zijn onder meer onderzoek naar hoe de verdeling van donkere materie – een mysterieuze vorm van materie die ons heelal domineert maar feitelijk onzichtbaar blijft – de posities van sterrenstelsels bepaalt en hoe ze clusteren. De SGA zou astronomen ook kunnen helpen de bronnen te vinden van zwaartekrachtgolfsignalen die op Aarde worden gedetecteerd, omdat deze zwakke rimpelingen in het weefsel van de ruimtetijd over onze planeet spoelen na miljoenen lichtjaren door de ruimte te hebben gereisd.

“De publieke publicatie van deze spectaculaire gegevens in de atlas zal niet alleen een reële impact hebben op astronomisch onderzoek, maar ook het vermogen van het publiek om relatief nabije sterrenstelsels te bekijken en te identificeren”, zei Chris Davis, directeur van het NOIRLab-project. “Toegewijde amateurastronomen zullen dit vooral geweldig vinden als een hulpmiddel om meer te leren over enkele van de hemelse objecten die ze waarnemen.”

Artikel: John Moustakas et al, Siena Galaxy Atlas 2020, The Astrophysical Journal Supplement Series (2023). DOI: 10.3847/1538-4365/acfaa2

Eerste publicatie: 22 oktober 2023
Bron: Lawrence Berkeley National Laboratory