Gaia onthult dat de meeste begeleidende sterrenstelsels van de Melkweg nieuwkomers zijn in onze hoek van de ruimte

[univers]

Gegevens van ESA's Gaia-missie herschrijven de geschiedenis van onze melkweg, de Melkweg. Wat van oudsher werd gezien als satellietstelsels voor de Melkweg, blijkt nu grotendeels nieuwkomers te zijn in onze galactische omgeving.

Een dwergstelsel is een verzameling van duizenden tot enkele miljarden sterren. Decennialang werd algemeen aangenomen dat de dwergstelsels die de Melkweg omringen satellieten zijn, wat betekent dat ze in een baan rond ons sterrenstelsel worden gevangen en al vele miljarden jaren onze constante metgezellen zijn. Nu zijn de bewegingen van deze dwergstelsels met ongekende precisie berekend dankzij gegevens van Gaia's vroege derde gegevensrelease en de resultaten zijn verrassend.

François Hammer, Observatoire de Paris - Université Paris Sciences et Lettres, Frankrijk, en collega's uit heel Europa en China, gebruikten de Gaia-gegevens om de bewegingen van 40 dwergstelsels rond de Melkweg te berekenen. Ze deden dit door een reeks grootheden te berekenen die bekend staan ​​als de driedimensionale snelheden voor elk sterrenstelsel, en die vervolgens te gebruiken om de baanenergie van het sterrenstelsel en het (rotatie)impulsmoment te berekenen.

Ze ontdekten dat deze sterrenstelsels veel sneller bewegen dan de gigantische sterren en sterrenhopen waarvan bekend is dat ze in een baan om de Melkweg draaien. Zo snel dat ze nog niet in een baan rond de Melkweg konden zijn, waar interacties met ons melkwegstelsel en zijn inhoud hun baanenergie en impulsmoment zouden hebben ondermijnd.


Ons sterrenstelsel, de Melkweg, wordt omringd door ongeveer vijftig dwergstelsels. De meeste van deze sterrenstelsels zijn alleen herkenbaar door telescopen en zijn genoemd naar het sterrenbeeld waarin ze aan de hemel verschijnen (bijvoorbeeld Draco, Beeldhouwer of Leeuw). De twee meest voor de hand liggende dwergstelsels worden echter de Grote Magelhaense Wolk (LMC) en de Kleine Magelhaense Wolk (SMC) genoemd, en deze zijn gemakkelijk zichtbaar met het blote oog. Traditioneel werden deze dwergstelsels al vele miljarden jaren beschouwd als satellieten in een baan rond de Melkweg. Nu hebben echter nieuwe gegevens van ESA's Gaia-ruimtevaartuig aangetoond dat de meeste dwergstelsels voor het eerst de Melkweg passeren. Dit dwingt astronomen om de geschiedenis van de Melkweg en hoe deze gevormd is te heroverwegen, samen met de aard en samenstelling van de dwergstelsels zelf.

Ons sterrenstelsel heeft in het verleden een aantal dwergstelsels gekannibaliseerd. Zo werd 8-10 miljard jaar geleden een dwergstelsel genaamd Gaia-Enceladus geabsorbeerd door de Melkweg. De sterren kunnen worden geïdentificeerd in Gaia-gegevens vanwege de excentrische banen en het bereik van energieën die ze bezitten.

Meer recent, 4-5 miljard jaar geleden, werd het Boogschutter-dwergstelsel gevangen door de Melkweg en wordt momenteel aan stukken getrokken en geassimileerd. De energie van zijn sterren is hoger dan die van Gaia-Enceladus, wat aangeeft dat ze korter zijn blootgesteld aan de invloed van de Melkweg.

In het geval van de dwergstelsels in de nieuwe studie, die de meerderheid van de dwergstelsels rond de Melkweg vertegenwoordigen, is hun energie nog hoger. Dit suggereert sterk dat ze pas de laatste paar miljard jaar in onze omgeving zijn aangekomen.

De ontdekking weerspiegelt een gedaante over de Grote Magelhaense Wolk (LMC) , een groter dwergstelsel zo dicht bij de Melkweg dat het zichtbaar is als een lichtvlek aan de nachtelijke hemel vanaf het zuidelijk halfrond. De LMC werd ook beschouwd als een satellietstelsel van de Melkweg tot de jaren 2000, toen astronomen zijn snelheid maten en ontdekten dat het te snel reisde om door de zwaartekracht te worden gebonden. In plaats van een begeleider komt LMC voor het eerst op bezoek. Nu weten we dat hetzelfde ook geldt voor de meeste dwergstelsels .

Zullen deze nieuwkomers zich in een baan om de aarde nestelen of ons gewoon passeren? "Sommige van hen zullen door de Melkweg worden vastgelegd en satellieten worden", zegt François.

Maar precies zeggen welke is moeilijk omdat het afhangt van de exacte massa van de Melkweg, en dat is een grootheid die astronomen moeilijk met enige echte nauwkeurigheid kunnen berekenen. Schattingen variëren met een factor twee.

De ontdekking van de energieën van de dwergsterrenstelsels is belangrijk omdat het ons dwingt de aard van de dwergstelsels zelf opnieuw te evalueren.

Terwijl een dwergstelsel om zijn baan draait, zal de aantrekkingskracht van de Melkweg proberen het uit elkaar te drijven. In de natuurkunde staat dit bekend als een getijkracht. "De Melkweg is een groot sterrenstelsel, dus de getijdenkracht is gewoon gigantisch en het is heel gemakkelijk om een ​​dwergstelsel te vernietigen na misschien een of twee passages", zegt François.

Met andere woorden, een metgezel worden van de Melkweg is een doodvonnis voor dwergstelsels. Het enige dat de vernietigende greep van onze melkweg zou kunnen weerstaan, is als de dwerg een aanzienlijke hoeveelheid donkere materie zou hebben. Donkere materie is de mysterieuze substantie waarvan astronomen denken dat ze in het universum bestaat om de extra zwaartekracht te bieden om individuele sterrenstelsels bij elkaar te houden.

En dus, in de traditionele opvatting dat de dwergen van de Melkweg satellietstelsels waren die al vele miljarden jaren in een baan om de aarde waren, werd aangenomen dat ze gedomineerd moesten worden door donkere materie om de getijdenkracht van de Melkweg in evenwicht te houden en intact te houden. Het feit dat Gaia heeft onthuld dat de meeste dwergstelsels voor het eerst om de Melkweg cirkelen, betekent dat ze helemaal geen donkere materie hoeven te bevatten, en we moeten opnieuw beoordelen of deze systemen in evenwicht zijn of beter gezegd in het proces van vernietiging.

"Voor een groot deel dankzij Gaia is het nu duidelijk dat de geschiedenis van de Melkweg veel meer verhalen bevat dan astronomen eerder hadden begrepen. Door deze prikkelende aanwijzingen te onderzoeken, hopen we de fascinerende hoofdstukken in het verleden van onze melkweg verder te ontdekken”, zegt Timo Prusti, Gaia Project Scientist bij ESA.

https://www.esa.int/Science_Exploration ... r_of_space