ALMA en VLT ontdekken een overschot aan zware sterren in nabije en verre starburststelsels

That's one small step for a man, a giant leap for mankind, dat waren de woorden van Neill Armstrong toen hij zijn eerste stap op de maan zette. De ruimte en het universum interesseren ons allemaal, vind hier alles terug over ons zonnestelstel, de NASA, geplande ruimte missies en andere gebeurtenissen die ons allemaal aangaan.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

ALMA en VLT ontdekken een overschot aan zware sterren in nabije en verre starburststelsels

Bericht door univers » 05 jun 2018, 08:06

Afbeelding
Deze artist’s impression toont een stofrijk sterrenstelsel in het verre heelal dat in een veel hoger tempo sterren vormt dan onze Melkweg.

Astronomen hebben met behulp van ALMA en de VLT ontdekt dat zowel starburststelsels in het vroege heelal als een stervormingsgebied in een nabij sterrenstelsel naar verhouding veel meer zware sterren bevatten dan kalmere sterrenstelsels. Deze ontdekkingen trekken de bestaande ideeën over hoe sterrenstelsels zijn geëvolueerd in twijfel en veranderen ons begrip van de stervormingsgeschiedenis van het heelal en de vorming van chemische elementen.

Een team van wetenschappers, onder leiding van astronoom Zhi-Yu Zhang van de Universiteit van Edinburgh (VK), heeft de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruikt om vier verre, stofrijke starburststelsels [1] te onderzoeken op de aantallen zware sterren die zij bevatten. Deze sterrenstelsels worden gezien op een moment dat het heelal veel jonger was dan nu. Het is dus onwaarschijnlijk dat ze al talrijke episoden van stervorming hebben meegemaakt, wat de interpretatie van de resultaten zou hinderen.

Zhang en zijn team hebben een nieuwe techniek ontwikkeld – vergelijkbaar met koolstofdatering (ook wel C14-datering genoemd) – om de relatieve hoeveelheden van verschillende soorten koolstofmonoxide in vier zeer verre, in stof gehulde starburststelsels [2] te meten. Daarbij hebben ze de onderlinge verhouding bepaald van twee soorten koolstofmonoxide die verschillende isotopen bevatten [3].

‘Koolstof- en zuurstofisotopen hebben niet dezelfde oorsprong,’ legt Zhang uit. ‘18O wordt meer in zware sterren geproduceerd en 13C meer in lichte en middelzware sterren.’ Dankzij de nieuwe techniek was het team in staat om door het stof in deze stelsels heen te kijken en voor het eerst de massa’s van hun sterren te schatten.

De massa is de belangrijkste factor die bepaalt hoe een ster zal evolueren. Zware sterren stralen fel en hebben een korte levensduur. Minder zware sterren, zoals onze zon, doen het wat rustiger aan en kunnen miljarden jaren blijven stralen. Door vast te stellen hoeveel sterren van verschillende massa’s er in sterrenstelsels worden gevormd, krijgen astronomen dus meer inzicht in de vorming en evolutie van sterrenstelsels. En daaruit kan dan weer worden afgeleid welke chemische elementen er beschikbaar zijn voor de vorming van nieuwe sterren en planeten. Uiteindelijk levert dat weer kennis op over het aantal stellaire zwarte gaten dat kan samenklonteren tot de superzware zwarte gaten die we in de kernen van veel sterrenstelsels waarnemen.

Medeauteur Donatella Romano van het INAF-Astrophysics and Space Science Observatory in Bologna legt uit wat het team heeft ontdekt: ‘De verhouding tussen 18O en 13C was in deze starburststelsels in het vroege heelal ongeveer tien keer zo hoog als in sterrenstelsels zoals de Melkweg. Dat betekent dat deze starburststelsels naar verhouding veel meer zware sterren bevatten.’

Dit ALMA-resultaat wordt gesteund door een ontdekking in het nabije heelal. Een team onder leiding van Fabian Schneider van de Universiteit van Oxford (VK) heeft met ESO’s Very Large Telescope 800 sterren in het reusachtige stervormingsgebied 30 Doradus in de Grote Magelhaense Wolk spectroscopisch onderzocht, om de globale verdeling van de leeftijden en de beginmassa’s van deze sterren te onderzoeken [4].

Schneider legt uit wat dit heeft opgeleverd: ‘We hebben ongeveer 30 procent meer sterren met massa’s van meer dan 30 zonsmassa’s ontdekt dan verwacht, en ongeveer 70 procent meer sterren van meer dan 60 zonsmassa’s. Onze resultaten roepen twijfel op over de eerdere voorspelling dat sterren bij hun geboorte niet zwaarder kunnen zijn dan 150 zonsmassa’s. Ze suggereren zelfs dat sterren geboortemassa’s tot wel 300 zonsmassa’s kunnen hebben!’

Rob Ivison, medeauteur van het nieuwe ALMA-artikel concludeert: ‘Onze bevindingen roepen vragen op over ons begrip van de kosmische geschiedenis. Astronomen die modellen maken van het heelal moeten nu terug naar de tekentafel: er is meer verfijning nodig.’

Afbeelding
Dit reusachtige stervormingsgebied in de Grote Magelhaense Wolk, een buurstelsel van de Melkweg, is de geboortegrond van een verbluffend aantal zware sterren. Sommige van deze sterren kunnen tot wel 300 keer zoveel massa hebben als onze zon.Credit:ESO

Afbeelding
Sterrenstelsels in het verre heelal worden gezien zoals ze er in hun jeugd uitzagen en hebben daarom relatief korte en rustige stervormingsgeschiedenissen. Dat maakt deze objecten bij uitstek geschikt om de vroegste perioden van stervorming te onderzoeken. Daar staat wel tegenover dat zij vaak zijn gehuld in verduisterend stof, dat de juiste interpretatie van de waarnemingen hindert.

Afbeelding
Deze afbeelding toont de vier verre starburststelsels die met ALMA zijn waargenomen. De bovenste foto’s tonen de 13CO-emissie van elk sterrenstelsel, de onderste de C18O-emissie. De verhouding tussen deze twee isotopologen heeft astronomen in staat gesteld om te berekenen hoeveel zware sterren de stelsels bevatten.Credit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Zhang et al.





https://www.eso.org/public/netherlands/ ... 7/?lang=nl
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie