Wat zijn dwergsterrenstelsels?

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

Wat zijn dwergsterrenstelsels?

Bericht door univers » 22 aug 2022, 14:08

Hoewel ze miljarden sterren kunnen bevatten, zijn dwergstelsels niettemin slechts een fractie van de grootte van de Melkweg.

Niet alle sterrenstelsels zijn gelijk geschapen. Sommige zijn veel kleiner en zwakker dan hun grotere tegenhangers, en bevatten minder sterren in verschillende ordes van grootte. Maar dit betekent niet dat die kleine sterrenstelsels minder belangrijk zijn in ons begrip van het heelal en hoe het zich sinds zijn vroege tijdperken heeft ontwikkeld.

Deze 'dwergstelsels' zijn de meest voorkomende vorm van sterrenstelsels in het heelal, maar zijn moeilijker te zien dan grotere sterrenstelsels omdat ze veel minder helder zijn. De meeste dwergstelsels zijn te zien in clusters van sterrenstelsels en als metgezellen van grotere sterrenstelsels – vaak aangeduid als 'satellietstelsels'.

Het begrijpen van de ontwikkeling van deze dwergsterrenstelsels en hun interacties met grotere sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg zou niet alleen de sleutel kunnen zijn tot het modelleren van de kosmische geschiedenis, maar zou ook cruciaal kunnen zijn voor het voorspellen van de vorm die het heelal in de toekomst zal aannemen.

Dwergstelsel: vormen en maten
Dwergstelsels worden verondersteld te zijn gecreëerd door de zwaartekrachten van grotere sterrenstelsels tijdens hun vorming of wanneer grotere sterrenstelsels botsen, zoals zal gebeuren met de Melkweg, ons sterrenstelsel en zijn buur - het Andromedastelsel - in miljarden jaren.

Deze botsingen zorgen ervoor dat stromen gas, stof en zelfs sterren uit de botsende sterrenstelsels worden gerukt. Veel hiervan wordt vervolgens opnieuw opgenomen in de melkweg die door de botsing is ontstaan, maar sommige zouden dwergstelsels kunnen creëren die in een baan rond deze melkweg blijven.

Het belangrijkste verschil tussen dwergstelsels en gewone sterrenstelsels is het aantal sterren dat deze respectievelijke verzamelingen van stellaire objecten, gas, stof en donkere materie bevatten.

Terwijl sterrenstelsels op volledige grootte zoals de Melkweg honderden miljarden sterren kunnen bevatten, kunnen dwergstelsels ergens tussen een paar miljard sterren of veel minder bevatten

Het ultradunne dwergstelsel Segue 2 is een van de kleinste dwergstelsels, met ergens in de buurt van slechts 1.000 sterren. Segue 2 is 900 keer zo helder als de zon, maar is 20 miljard keer minder helder dan de Melkweg.

Dwergstelsels zijn echter niet alleen beperkt in termen van stellaire populaties. Hoewel ze dezelfde vormen hebben als hun grotere neven, is het aantal vormen dat ze aannemen kleiner.

Dwergstelsels zijn er in drie hoofdvormen:

elliptische dwergstelsels hebben veel van dezelfde eigenschappen als elliptische sterrenstelsels van normale grootte, zij het op een kleinere schaal. Deze dwergsterrenstelsels bevatten heel weinig gas - de grondstof voor stervorming - en zijn daardoor verstoken van recente stergeboorte.

Afbeelding
Het elliptische dwergstelsel PGC 29388 (ESA/Hubble)

Elliptische dwergstelsels bevatten sterren met een gezamenlijke massa van 10 miljoen tot een miljard keer die van de zon. Deze dwergstelsels hebben een diameter van 3000 tot 30.000 lichtjaar. Ter vergelijking: de Melkweg heeft een diameter van ongeveer 106.000 lichtjaar.

De sterren in elliptische dwergstelsels hebben doorgaans een lager gehalte aan zwaardere elementen, door astronomen 'metalliciteit' genoemd. Omdat elke volgende generatie sterren rijker is aan 'metalen' – elementen zwaarder dan waterstof en helium – betekent dit dat elliptische dwergstelsels vrij oud zijn.

Dit betekent dat het in wezen 'gefossiliseerde' overblijfselen zijn van het vroege heelal, een uitstekende plek voor astronomen om op vroege generaties sterren te jagen.

Aan het zwakke einde van de helderheidsschaal voor elliptische dwergstelsels bevinden zich bolvormige dwergstelsels. Deze zijn zo zwak dat we ze tot nu toe alleen in de lokale groep hebben gezien - de cluster van ongeveer 20 sterrenstelsels waartoe de Melkweg behoort.

Meer bolvormig dan elliptische dwergstelsels, zoals de naam al doet vermoeden, zijn deze dwergstelsels ook veel kleiner dan de meeste elliptische dwergstelsels.

Bolvormige dwergstelsels lijken diameters te hebben tussen 320 lichtjaar en 1600 lichtjaar. Deze beperkte grootte beperkt het aantal sterren in deze dwergstelsels. De meeste hebben stellair materiaal dat overeenkomt met tussen de 10 miljoen en 100 miljoen keer de massa van de zon.

Onregelmatige dwergstelsels zijn een andere belangrijke vorm die dwergstelsels aannemen, als ze geen onderscheidende structuur hebben en er chaotisch uitzien, kunnen ze überhaupt als een vorm worden gedefinieerd. Deze dwergstelsels zijn rijk aan gas en zijn als zodanig locaties voor snelle stervorming.

Afbeelding
Het spiraalvormige dwergstelsel NGC 5949 zoals gezien door Hubble NASA/ESA/Hubble

Spiraalvormige dwergstelsels hebben een diameter kleiner dan 16.000 lichtjaar en een lage lichtsterkte. Ze zijn ook vrij zeldzaam in vergelijking met elliptische dwergstelsels en onregelmatige dwergstelsels.

Veel astronomen denken dat spiraalvormige dwergstelsels transformeren in dwergelliptische stelsels, vooral wanneer ze zich in dichte galactische clusters bevinden.

De metgezellen van het dwergstelsel van de Melkweg
Omdat ze zo zwak zijn, bevinden de meeste dwergstelsels die tot dusverre door astronomen zijn ontdekt, zich in relatief dichte nabijheid van de Melkweg. Ons melkwegstelsel wordt omringd door maar liefst vijftig kleinere satellietstelsels.

Hier zijn enkele van de belangrijkste.

Het grootste van deze en misschien wel het meest beruchte dwergstelsel is de Grote Magelhaense Wolk (LMC), een satellietstelsel van de Melkweg op ongeveer 160.000 lichtjaar afstand.

Afbeelding
Het dwergstelsel van de Grote Magelhaense Wolk - een satellietstelsel van de Melkweg - zoals gezien door de Hubble-ruimtetelescoop. ( ESA/NASA/Hubble )

Dit gasrijke satellietdwergstelsel, dat een honderdste zo groot is als de Melkweg, staat in vuur en vlam met gloeiende stervormingsgebieden of nevels zoals de Tarantulanevel, de helderste 'stellaire kraamkamer' in de buurt van de Melkweg. Astronomen geloven dat de LMC een onregelmatige vorm heeft doordat de Melkweg en andere sterrenstelsels eraan trekken.

Een van de dwergsterrenstelsels die zich het dichtst bij de Melkweg bevinden – op slechts 50.000 lichtjaar van het hart van ons melkwegstelsel – is het Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy, ook bekend als het Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy. Dit lusvormige dwergstelsel bevindt zich aan de polen van de Melkweg en heeft een diameter van 10.000 lichtjaar.

Boogschutter Dwerg Sferoïdaal Melkwegstelsel bestaat uit vier kleinere bolvormige sterrenhopen, waarvan de helderste - M 54 - werd ontdekt vóór de ontdekking van het dwergstelsel in 1994.

Afbeelding
De kosmische stromen van de Boogschutter Dwerg Sferoïdale Melkweg. (NASA / JPL-Caltech / R. Hurt, SSC & Caltech.)

Het Sagittarius Dwerg Sferoïdale Melkwegstelsel is een goed voorbeeld van hoe dwergstelsels invloed kunnen hebben op de grotere sterrenstelsels waar ze omheen draaien.

In 2018 ontdekten onderzoekers van het Gaia Project van de European Space Agency (ESA's) dat tussen 300 en 900 miljoen jaar geleden het Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy ervoor zorgde dat de sterren in het hart van de Melkweg 'rimpelden' terwijl het langs ons melkwegstelsel bewoog.

Wetenschappers hebben zelfs gesuggereerd dat de spiraalarmen van de Melkweg zouden kunnen zijn gegenereerd na twee botsingen met het Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy. Deze gewelddadige interactie zou dit dwergstelsel ook in een vloeiende, lange lusachtige vorm kunnen hebben gedreven, zoals het momenteel wordt gezien.

Afbeelding
Een elliptisch dwergstelsel wordt uit elkaar gescheurd door de getijdenkrachten van een groter sterrenstelsel. (Gabriel Pérez Díaz, Martínez-Delgado et al, 2003 en 2001, Universiteit van Genève, IAC)

Het eerste door astronomen ontdekte dwergstelsel was niet verwonderlijk een satelliet van de Melkweg. Het Sculptor-dwergstelsel op 300.000 lichtjaar afstand werd voor het eerst waargenomen door Harlow Shapley in 1937.

Afbeelding
De Sculptor Dwarf Galaxy, afgebeeld in een nieuwe afbeelding van de Wide Field Imager-camera, geïnstalleerd op de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop van ESO's La Silla Observatory (ESO)

En deze kleine clusters van sterren, gas en stof leveren nog steeds verrassingen op.

Tot voor kort was de algemene consensus onder astronomen en astrofysici dat dwergstelsels geen superzware zwarte gaten hebben, waarvan wordt aangenomen dat ze zich in het hart van de meeste grotere sterrenstelsels bevinden.

Dat idee werd uitgedaagd door de ontdekking dat het dwergstelsel Mrk 462 een superzwaar zwart gat herbergt met een massa gelijk aan 200.000 keer die van de zon die nog steeds groeit.

Afbeelding
Een superzwaar zwart gat in het dwergstelsel Mrk 462 (X-ray: NASA/CXC/Dartmouth Coll./J. Parker & R. Hickox; Optical/IR: Pan-STARRS)

Onze kennis van deze kleine groeperingen van sterren is in de bijna 9 decennia sinds die ontdekking enorm gegroeid, en als gevolg daarvan ook ons ​​begrip van sterrenstelsels, het heelal en de plaats van de Melkweg daarin.

https://www.zmescience.com/science/what ... -galaxies/
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie