Wat zijn elliptische sterrenstelsels?

Sterrenstelsels zijn enorme stellaire steden en de oudste structuren in het universum. Ze bevatten sterren, wolken van gas en stof, planeten en andere objecten, waaronder zwarte gaten. De meeste sterrenstelsels in het universum zijn spiraalvormige sterrenstelsels, net als onze eigen Melkweg. Anderen, zoals de Grote en Kleine Magelhaense Wolken, staan ​​bekend als "onregelmatige" sterrenstelsels, vanwege hun ongewone en nogal amorf ogende vormen. Een aanzienlijk percentage, misschien 15% of zo, van sterrenstelsels is wat astronomen 'elliptische' noemen.

Zoals de naam al doet vermoeden, variëren elliptische sterrenstelsels van bolvormige verzamelingen van sterren tot meer langwerpige vormen vergelijkbaar met de omtrek van een Amerikaans voetbal. Sommige zijn slechts een fractie van de grootte van de Melkweg, terwijl anderen vele malen groter zijn, en ten minste één elliptische trainer genaamd M87 heeft een zichtbare straal materiaal die wegstroomt van zijn kern. Elliptische sterrenstelsels lijken ook een grote hoeveelheid te hebben

Elliptische sterrenstelsels zijn merkbaar afwezig in gas, wat de belangrijkste component is van stervormende gebieden. Daarom, de sterren in deze sterrenstelsels zijn meestal erg oud, en stervormingsgebieden zijn relatief zeldzaam in deze objecten. Bovendien zijn de oude sterren in elliptische middelen meestal geel en roodachtig; wat volgens ons begrip van stellaire evolutie betekent dat het kleinere, dimmer sterren zijn.

Waarom geen nieuwe sterren? Het is een goede vraag. Verschillende antwoorden komen te binnen. Wanneer veel grote sterren worden gevormd, sterven ze snel en verdelen ze een groot deel van hun massa tijdens een supernova-evenement, waardoor de zaden voor nieuwe sterren achterblijven. Maar aangezien sterren met een kleinere massa tientallen miljarden jaren nodig hebben om te evolueren naar planetaire nevels, de snelheid waarmee gas en stof wordt herverdeeld in de melkweg is erg laag.

Wanneer de gas van een planetaire nevel of een supernova-explosie komt uiteindelijk in het intergalactische medium terecht, meestal is er lang niet genoeg om een ​​nieuwe ster te vormen. Er is meer materiaal nodig.

Omdat stervorming lijkt te zijn gestopt in veel elliptica, vermoeden astronomen dat een periode van snelle formatie vroeg in de geschiedenis van het melkwegstelsel moet hebben plaatsgevonden. Een theorie is dat elliptische sterrenstelsels zich voornamelijk kunnen vormen door de botsing en fusie van twee spiraalvormige sterrenstelsels. De huidige sterren van die sterrenstelsels zouden met elkaar vermengd worden, terwijl het gas en het stof zouden botsen. Het resultaat zou een plotselinge uitbarsting van zijn stervorming, die veel van het beschikbare gas en stof opgebruikt.

Simulaties van deze fusies laten ook zien dat de resulterende melkweg een formatie zou hebben die veel lijkt op die van elliptische sterrenstelsels. Dit verklaart ook waarom spiraalvormige sterrenstelsels lijken te domineren, terwijl elliptische tekens zeldzamer zijn.

Dit zou ook verklaren waarom we niet heel veel ellipticalen zien wanneer we de oudste sterrenstelsels onderzoeken die we kunnen detecteren. De meeste van deze sterrenstelsels zijn in plaats daarvan quasars - een soort van actieve melkweg.

Sommige natuurkundigen hebben getheoretiseerd dat in het centrum van elke melkweg, bijna ongeacht het type, een superzwaar zwart gat. Onze Melkweg heeft er zeker een, en we hebben ze bij vele anderen waargenomen. Hoewel dit enigszins moeilijk te bewijzen is, zelfs in sterrenstelsels waar we niet direct een zwart gat "zien", betekent dit niet noodzakelijkerwijs dat er geen is. Het is waarschijnlijk dat ten minste alle (niet-dwerg) elliptische (en spiraalvormige) sterrenstelsels die we hebben waargenomen deze gravitatiemonsters bevatten.

Astronomen bestuderen momenteel ook deze sterrenstelsels om te zien welk effect het bestaan ​​van het zwarte gat heeft op hun vroegere stervormingssnelheden.

Bewerkt door Carolyn Collins Petersen