Chandra helpt astronomen een verrassend eenzaam sterrenstelsel te ontdekken

[univers]

Er is een verrassend eenzaam sterrenstelsel op ongeveer 9,2 miljard lichtjaar van de aarde.

De omgeving heeft veel kenmerken van een cluster van melkwegstelsels, wat erop wijst dat het sterrenstelsel waarschijnlijk zijn voormalige begeleidende sterrenstelsels heeft aangetrokken en geabsorbeerd.

Voor deze ontdekking werden gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory en het International Gemini Observatory gebruikt.

Dit resultaat kan de grenzen verleggen voor hoe snel sterrenstelsels naar verwachting zullen groeien in het vroege heelal.

Deze afbeelding toont een melkwegstelsel genaamd 3C 297 dat eenzamer is dan verwacht nadat het waarschijnlijk zijn voormalige begeleidende sterrenstelsels heeft aangetrokken en geabsorbeerd, zoals beschreven in ons laatste persbericht . Het solostelsel bevindt zich op ongeveer 9,2 miljard lichtjaar van de aarde en bevat een quasar, een superzwaar zwart gat dat gas aantrekt in het centrum van het stelsel en krachtige stralen materie aandrijft die te zien zijn in radiogolven. Dit resultaat, gemaakt met NASA's Chandra X-ray Observatory en het International Gemini Observatory, kan de grenzen verleggen voor hoe snel astronomen verwachten dat sterrenstelsels in het vroege universum zullen groeien.

In meerdere opzichten heeft 3C 297 de eigenschappen van een sterrenstelselcluster, een gigantische structuur die honderden of zelfs duizenden individuele sterrenstelsels bevat. Röntgengegevens van Chandra onthullen grote hoeveelheden gas verwarmd tot miljoenen graden - een kenmerkend kenmerk van een sterrenstelselcluster. Astronomen vonden ook een jet van de quasar - gezien door de Karl G. Jansky Very Large Array - die is gebogen door interactie met zijn omgeving. Ten slotte tonen gegevens van Chandra aan dat de andere quasar-jet in het gas eromheen is ingeslagen, waardoor een "hotspot" van röntgenstraling is ontstaan. Dit zijn typische kenmerken van een sterrenstelselcluster. Toch laten gegevens van het Gemini Observatory zien dat er slechts één sterrenstelsel is in 3C 297. De negentien sterrenstelsels die dicht bij 3C 297 verschijnen in een Gemini-afbeelding, bevinden zich in werkelijkheid op veel verschillende afstanden.


3C 297, gelabeld (Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Torino/V. Missaglia et al.; Optisch: NASA/ESA/STScI & International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA; Infrarood: NASA/ESA /STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF)

In dit nieuwe samengestelde beeld zijn Chandra-gegevens paars gekleurd, VLA-gegevens rood en Gemini-gegevens groen. Zichtbaar licht en infraroodgegevens van de Hubble-ruimtetelescoop (respectievelijk blauw en oranje) zijn ook opgenomen. Het eenzame sterrenstelsel (3C 297) en de positie van zijn superzware zwarte worden geïdentificeerd in een gelabelde versie van de afbeelding, samen met de jets van het zwarte gat, de röntgenhotspot en het hete gas. Het gezichtsveld van deze afbeelding is te klein om een ​​van de 19 sterrenstelsels te tonen die niet op dezelfde afstand staan ​​als 3C 297.

Een voorstel voor wat er met de ontbrekende sterrenstelsels is gebeurd, is dat de zwaartekracht van het grootste sterrenstelsel, gecombineerd met de interacties daartussen, ervoor zorgde dat de begeleidende sterrenstelsels vielen en werden geassimileerd door de alfa. Het team is van mening dat 3C 297 hoogstwaarschijnlijk een "fossiele groep" is in plaats van een cluster van sterrenstelsels, een stadium van galactische evolutie waarin een sterrenstelsel naar binnen trekt en versmelt met andere. Als dat het geval is, vertegenwoordigt 3C 297 de verst verwijderde groep fossielen die ooit is gevonden.

De auteurs kunnen de aanwezigheid van dwergstelsels rond 3C 297 niet uitsluiten, maar hun aanwezigheid verklaart nog steeds niet het ontbreken van grotere sterrenstelsels zoals de Melkweg. Nabije voorbeelden zijn M87 in de Virgo Cluster, die al miljarden jaren grote galactische metgezellen heeft gehad. 3C 297 zal echter miljarden jaren in wezen alleen doorbrengen.



Visuele beschrijving:
Deze release bevat een samengesteld beeld van een eenzaam sterrenstelsel met een superzwaar zwart gat, twee jets en een röntgenhotspot, allemaal omgeven door heet gas. Visueel lijkt de scène op kleurrijke, onscherpe lichtpunten in een donkere kamer, bewolkt met paarse mist. Gezien de complexiteit van de afbeelding wordt deze zowel met als zonder labels gepresenteerd.

Een groot deel van de afbeelding heeft wazige blauwe, paarse en oranje stippen tegen een zwarte achtergrond. Maar de focus van deze release ligt op het solostelsel aan onze rechterkant van de afbeelding, bekend als 3C 297. Gelaagd boven op de gestippelde zwarte achtergrond, lijkt het solostelsel op een schijf van oranje waas met een helderwitte stip in het midden. De witte stip is de locatie van het superzware zwarte gat in de kern van de melkweg. Het zwarte gat trekt gas naar binnen en drijft de krachtige materiestralen aan.

Schietend vanuit de oranje waas naar onze rechterbovenhoek, is een korte, wazige, neonrode lijn. Dit is een jet: een stroom deeltjes die uit het superzware zwarte gat in het solostelsel schiet. Aan het einde van de korte rode lijn bevindt zich een tweede helderwitte stip, deze is geringd in neonrood. Dit is de röntgenhotspot, waar materie van de jet in de paarse gaswolk is gesmeten.

Een tweede straal komt uit de onderkant van de wazige oranje schijf en buigt zachtjes naar rechtsonder. Deze straaljager is ook neonrood maar is aanzienlijk minder levendig. Het presenteert zich als een dunne stippellijn in plaats van een ononderbroken lijn. Interacties met zijn omgeving hebben ervoor gezorgd dat de jet is gebogen.

Al deze elementen, het solostelsel, het zwarte gat, jets en hotspot, zijn omgeven door de paarse gaswolk. Röntgengegevens van Chandra suggereren dat dit gas in zeer grote hoeveelheden aanwezig is en wordt verwarmd tot miljoenen graden Fahrenheit.

https://chandra.si.edu/photo/2023/3c297/