muse

Wetenschappers hebben met behulp van een nieuw instrument op de Very Large Telescope (VLT) het sterrenstelsel ESO 137-001 bestudeerd terwijl het zich met grote snelheid in een sterrencluster boort. De waarnemingen lossen een al lang bestaand mysterie op.

ESO 137-001 bevindt zich op ongeveer 200 miljoen lichtjaar van de aarde. Op de beelden die de onderzoekers van het stelsel maakten, is te zien dat het zich met grote snelheid in het Norma-cluster boort. Tijdens die galactische botsing heeft het sterrenstelsel te maken met een proces dat ‘ram-pressure stripping‘ wordt genoemd. Dit proces ontstaat wanneer een object met hoge snelheid door vloeistof of gas beweegt. In dit geval beweegt het sterrenstelsel met een snelheid van enkele miljoenen kilometers per uur door het hete, ijle clustergas en raakt het het grootste deel van zijn gas kwijt. Het verandert het sterrenstelsel sterk. Eerst was het een blauw, gasrijk stelsel dat in staat was om nieuwe sterren te maken. Met het gas verliest het sterrenstelsel de grondstof die nodig is om sterren te produceren en wordt het een rood, gasarm stelsel.

Op de foto
Op de foto helemaal bovenaan dit artikel zijn waarnemingen van Hubble en Chandra gecombineerd. Je ziet niet alleen de ‘elektrisch-blauwe’ ram pressure-veegjes die het sterrenstelsel achterlaat, maar ook een flinke gasstroom.

Vraagstuk
De waarnemingen die de onderzoekers gedaan hebben, lossen een al lang bestaand vraagstuk op. Dat vraagstuk luidt: waarom komt de stervorming in clusters tot stilstand? “Het is één van de hoofdtaken van de moderne astronomie om te ontdekken hoe en waarom sterrenstelsels in clusters binnen heel korte tijd van blauw naar rood evolueren,” vertelt onderzoeker Michele Fumagalli. “Door een stelsel te betrappen op het moment dat het van het één in het ander overgaat, kunnen we onderzoeken hoe dit gebeurt.”

MUSE
Wetenschappers hebben ESO 137-001 bestudeerd met het nieuwe MUSE-instrument op de VLT. Dit instrument levert niet alleen een foto, maar ook een spectrum voor elke pixel van het breedveld. Het stelt onderzoekers in staat om onder meer de bewegingen van de waargenomen objecten heel gedetailleerd vast te leggen. In het geval van ESO 137-001 konden de onderzoekers niet alleen het gas in en rond het stelsel detecteren, ook de bewegingen van dit gas waarnemen. Zo krijgen ze een gedetailleerd beeld van de gevolgen die deze galactische botsing voor het gas van ESO 137-001 heeft.

Gas weg
Zo blijkt uit de waarnemingen bijvoorbeeld dat de buitenste delen van het sterrenstelsel al zonder gas zitten. Dat komt doordat de zwaartekracht in het sterrenstelsel hier weinig grip heeft op het gas. In het binnenste deel van het sterrenstelsel kan de zwaartekracht nog wel wat weerstand bieden en is dus nog gas zichtbaar. Uiteindelijk zal het gas dat uit ESO 137-001 verdreven is in lange slierten achter het sterrenstelsel achterblijven. Het gas mengt zich met het hete gas van het cluster en zo ontstaan prachtige staarten die zich over afstanden van meer dan 200.000 lichtjaar uitstrekken.

Deze foto maakte MUSE van het 'leeggewaaide' sterrenstelsel 137-001. Afbeelding: ESO / M. Fumagalli.

Deze foto maakte MUSE van het ‘leeggewaaide’ sterrenstelsel 137-001. Afbeelding: ESO / M. Fumagalli.

Verder toont MUSE aan dat het gas in de achterblijvende gaspluimen net zo blijft draaien als het in het sterrenstelsel deed. Ook de rotatie van de sterren in ESO 137-001 blijkt niet veranderd te zijn nadat het sterrenstelsel gas kwijtraakte. Dat laatste wijst erop dat het hete, ijle gas in het cluster – en niet de zwaartekracht – ervoor zorgt dat het sterrenstelsel gas verliest.