De Melkweg blijft voor verrassingen zorgen. "Elementen van het leven", ultrasnelle sterren en ongewone clusters van hemellichamen, onbekende componenten - dit alles hebben astronomen pas de laatste paar jaar ontdekt in ons eigen melkwegstelsel.
De Melkweg heeft echter nog steeds veel geheimen, en een van de meest interessante werd misschien opgelost door Amerikaanse astrofysici in de loop van een nieuwe studie. Het blijkt dat de helft van alle materie in de Melkweg van extragalactische oorsprong is, dat wil zeggen dat het afkomstig is van andere, verre melkwegstelsels die tot een miljoen lichtjaar van ons verwijderd zijn.
Om dit te begrijpen, werden de onderzoekers geholpen door computermodellen die de geschiedenis van het ontstaan van sterrenstelsels onthullen. Simulaties hebben aangetoond dat supernova-explosies enorme hoeveelheden gas uit inheemse sterrenstelsels duwen, en krachtige winden dragen ze over grote afstanden.
Dergelijk intergalactisch transport is een nieuw fenomeen voor astrofysici. Om het te bestuderen om de evolutionaire geschiedenis van sterrenstelsels te begrijpen is alleen mogelijk door middel van modellen.
“Als je bedenkt hoeveel materie er van buitenaf is binnengebracht, kunnen we onszelf beschouwen als ruimtereizigers of intergalactische immigranten. Waarschijnlijk bevond de meeste materie in de Melkweg zich oorspronkelijk in andere melkwegstelsels, voordat krachtige winden het "uitschakelden". Ze reisde door de intergalactische ruimte en vond uiteindelijk een nieuw 'thuis' in onze melkweg”, zegt hoofd van het onderzoeksteam Daniel Anglés-Alcázar van het Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics aan de Northwestern University in de Verenigde Staten.
Het lijkt erop dat galactische winden, die een snelheid hebben van enkele honderden kilometers per seconde, materie ongelooflijk snel zouden moeten transporteren. Vergeet echter niet dat sterrenstelsels zich op grote afstand van elkaar bevinden, dus het proces van intergalactische overdracht kan miljarden jaren duren.
Om dergelijke processen te berekenen en te bestuderen, creëerde een team onder leiding van professor Claude-André Faucher-Giguère realistische driedimensionale modellen van sterrenstelsels, die kunnen worden gebruikt om de geschiedenis van de vorming van de Melkweg te traceren - van de oerknal tot heden. De Angles-Alcazar-groep ontwikkelde vervolgens algoritmen om te bepalen hoe en hoeveel materie door winden naar sterrenstelsels wordt gedragen.
Na het nauwkeurig volgen van de materiestromen in simulaties, ontdekten de onderzoekers dat gas zich verplaatst van kleinere sterrenstelsels naar grotere, waar het vervolgens betrokken wordt bij stervorming. In grote sterrenstelsels is het aandeel van dergelijke "inkomende materie" tot 50%. In de Melkweg bijvoorbeeld, werd de meeste buitenaardse materie waarschijnlijk overgebracht van de naburige sterrenstelsels - de Grote en Kleine Magelhaense Wolken.
Promotie video:
“Deze studie verandert ons begrip van hoe sterrenstelsels gevormd zijn volledig. Tot de helft van de atomen om ons heen - en in het zonnestelsel in het algemeen - is van extragalactische oorsprong”, merkt Faucher-Zhiguere op.
"In onze modellen waren we in staat om de oorsprong van sterren in melkwegstelsels te traceren die vergelijkbaar zijn met de Melkweg, en om te bepalen of de ster werd gevormd uit de materie van het 'inheemse' sterrenstelsel of uit gas dat zich voorheen in een ander sterrenstelsel bevond", voegt Angles-Alcazar eraan toe.
Volgens de auteurs van het werk openen hun resultaten een nieuwe richting in het onderzoek. Allereerst zal de theorie van intergalactisch transport moeten worden getest door praktische astronomen die werken met grond- en ruimteobservatoria.
“Onze oorsprong is veel minder lokaal dan we eerder dachten. Deze studie geeft inzicht in hoe alles om ons heen zich verhoudt tot verre objecten in de lucht”, besluit Faucher-Giguere.
Een wetenschappelijk artikel naar aanleiding van het onderzoek werd gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
