-een-
Wat is een galactische halo?
De galactische halo is een enorme ‘onzichtbare’ gasgranaat,
Het meest opvallende verschil tussen een schijf en een bolvormigvorm halo verschijnen in spiraalstelsels. Er is geen dergelijke abrupte overgang in elliptische sterrenstelsels en de driedimensionale langwerpige schijfstructuur verandert soepel in een halo-bal. Halo's hebben, net als sterrenstelsels, geen goed gedefinieerde grenzen: terwijl ze van het centrum weggaan, verzwakt de aantrekkingskracht van de zwaartekracht, worden gas en andere componenten steeds ijler.
-2-
Waar is de halo van gemaakt?
In 2020 presenteerde de Hubble-ruimtetelescoop de meest gedetailleerde studie van de halo van het Andromedastelsel. Dit is de ‘buurman’ van de Melkweg, dus het gemakkelijkst te bestuderen.
Astrofysici hebben dat zwak gevonden, bijnaeen onzichtbare halo van verstrooid plasma strekt zich 1,3 miljoen lichtjaar uit van Andromeda naar de Melkweg en tot 2 miljoen lichtjaar in andere richtingen. Bedenk dat het sterrenstelsel zelf zich op een afstand van ongeveer 2,5 miljoen lichtjaar van de aarde bevindt. Als de halo zou kunnen worden gezien, zou Andromeda een gebied aan de nachtelijke hemel bezetten dat vergelijkbaar is met het sterrenbeeld Ursa Major.
De onderzoekers ontdekten ook dat de halo heeftgelaagde structuur met twee geneste en afzonderlijke gasschalen. Tegelijkertijd is de buitenste schil "gladder" en heter, terwijl de binnenste schil sterk wordt beïnvloed door supernova's. Galactische sterrenstelsels van verre systemen zijn niet in die mate bestudeerd, maar wetenschappers geloven dat ze een vergelijkbare structuur hebben.
Moderne kosmologische theorie onderscheidt drie samenstellende elementen van de galactische halo: de stellaire halo (stellaire halo), de galactische corona en de donkere materie halo.
Visualisatie van de halo van Andromeda. De gegevens zijn gebaseerd op een studie van de doorgang van licht van quasars (gele stippen) die zich achter de melkweg bevinden. Afbeelding: NASA, ESA en E. Wheatley (STScI)
-3-
Hoeveel sterren staan er in de halo?
Een stellaire halo verenigt een populatie sterren enbolvormige sterrenhopen die de galactische schijf omringen. Soortgelijke structuren worden aangetroffen rond de meeste bekende spiraalstelsels en enkele elliptische sterrenstelsels. De vorm van de halo lijkt op een ellips die de sterrenschijf omringt.
Ondanks zijn enorme omvang omvat het slechts ongeveer 1% van het totale volume van sterren, en daarom gloeit het veel minder dan de galactische schijf en is het onmerkbaar tijdens waarnemingen in het optische bereik.
Astrofysische modellering van sterrenstelselsvoorspelt dat stellaire halo's uit twee componenten zouden moeten bestaan. Het binnenste gebied wordt gedomineerd door sterren en bolvormige sterrenhopen die in het sterrenstelsel zelf zijn gevormd, terwijl het buitenste gebied wordt gedomineerd door fusies met andere systemen. Wetenschappers geloven dat de halo voornamelijk wordt gevormd door oude sterren en dat de stervorming daarin feitelijk is gestopt.
-vier-
Waarom heeft het sterrenstelsel een kroon nodig?
De galactische corona is een ijle wolkmoleculair gas dat zich ver van het galactische centrum uitstrekt. Onderzoekers geloven dat coronae overblijfselen zijn van de oorspronkelijke gaswolk die instortte en het sterrenstelsel vormde.
Hoewel ijl gas onzichtbaar is, kan het dat wel zijngedetecteerd met behulp van microgolfstraling die overeenkomt met geïoniseerde waterstof. De neutrale waterstoflijn of 21 cm lijn is microgolfstraling met een golflengte van 21,1 cm, wat overeenkomt met de kwanta die worden uitgezonden wanneer de energietoestand van neutrale waterstofatomen verandert.
Onderzoekers geloven dat de galactische corona de eerste verdedigingslinie van de Melkweg is. Het voorkomt het lekken van intern gas, dat dient voor stervorming.
De kroon van de Grote en Kleine Magelhaense Wolken, die ze beschermt tegen de effecten van de Melkweg. Afbeelding: STSCI, Leah Hustak
-5-
halo van donkere materie
Het derde element van de galactische halo is de halodonkere materie. Hoewel het bestaan van donkere materie nog niet is bevestigd, beschrijft deze theorie de waarnemingen het beste. Donkere materie heeft geen interactie met elektromagnetische straling en zendt of absorbeert ook geen licht op welke golflengte dan ook, dus het kan niet worden gezien. Het heeft echter een zwaartekrachteffect op omringende objecten.
Volgens de bestaande theorie donkere materiestrekt zich uit door de melkweg en omringt de zichtbare componenten. Tegelijkertijd is zijn massa aanzienlijk groter dan de massa van alle andere objecten in de melkweg samen. De halo van donkere materie is niet gevisualiseerd en wordt gebruikt als een theoretisch onderdeel dat de zwaartekrachtsinvloeden verklaart die de bewegingen van lichamen in de melkweg bepalen.
-6-
Wat hebben wetenschappers geleerd?
Nieuwe studie onthult ware vormstellaire halo van de Melkweg. Lange tijd geloofden onderzoekers dat het een bijna regelmatige bol zou moeten zijn. Het bleek dat dit niet zo is: de verstrooide stellaire wolk heeft een langwerpige vorm en staat onder een hoek ten opzichte van de galactische schijf. Uiterlijk lijkt het op een hellende American football-bal.
Bovendien denken de onderzoekers dat de ongewone structuur ook wijst op de aanwezigheid en schuine positie van de halo van donkere materie in de Melkweg.
Model van de halo van de Melkweg. Afbeelding: Melissa Weiss/Centrum voor Astrofysica | Harvard & Smithsonisch
-7-
Hoe is de studie verlopen?
Voor de analyse gebruikten wetenschappers twee sets gegevens.waarnemingen van de sterren waaruit de halo bestaat. De eerste werd verkregen als resultaat van het werk van de satelliet van de European Space Academy GAIA. Dit is een ruimtetelescoop die in 2013 werd gelanceerd en een volledig beeld van de nachtelijke hemel maakt om de meest gedetailleerde kaart te maken van objecten in de Melkweg en de nabije ruimte.
De tweede set gegevens is het resultaatonderzoek H3 (Hectochelle in de Halo in hoge resolutie). Dit zijn gegevens van waarnemingen op de grond van halo-sterren die zijn gemaakt met behulp van telescopen van het Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona. H3 heeft gedetailleerde waarnemingen verzameld van tienduizenden halosterren die te ver weg zijn om door Gaia te worden gewaardeerd.
De onderzoekers combineerden gegevens van twee waarnemingen om de vorm van de stellaire halo te schatten.
-acht-
Waarom is dit belangrijk?
De eigenschappen van de stellaire halo "winkel" geschiedenisvorming van sterrenstelsels. Met name de schuine elliptische vorm van de halo van de Melkweg, verkregen als resultaat van waarnemingen, bevestigt een van de theorieën over de vorming ervan.
Onderzoekers geloven dat de halo van de Melkweg...het resultaat van een botsing met een dwergstelsel 7 tot 10 miljard jaar geleden. Als gevolg van deze galactische botsing werd het dwergstelsel uit elkaar gescheurd en verspreidden de samenstellende sterren zich in een halo. Zo'n oorsprongsverhaal verklaart het verschil tussen de "bevolking" van de halo en de sterren van de schijf van de Melkweg.
In dit geval weerspiegelt de triaxiale ellipsoïde waarnemingentwee groepen sterren in een stellaire halo. De clusters ontstonden toen het dwergstelsel twee banen van de Melkweg passeerde. Terwijl het beweegt, zou het twee keer vertragen in zogenaamde apocenters, de verste punten in de baan van een dwergstelsel, zeggen wetenschappers. Deze pauzes leidden tot extra uitstoting van sterren en de vorming van geconcentreerde gebieden. De kanteling van de stellaire halo geeft aan dat het dwergstelsel onder een hoek in botsing is gekomen met de Melkweg.
-9-
Wat is de volgende stap?
Het feit dat de schuine vorm daarna behouden bleefZo'n grote hoeveelheid tijd dient als een extra teken van het bestaan van donkere materie, geloven wetenschappers. Het is de halo van donkere materie die ervoor zorgt dat sterren niet naar de klassieke vorm verschuiven, die op een sferoïde lijkt.
De onderzoekers menen dat nadere analysestellaire halo zal helpen om te begrijpen in welke gebieden van de galactische halo van de Melkweg de concentratie van donkere materie het hoogst is en om onderzoek met behulp van donkere-materiedeeltjesdetectoren in deze richtingen te concentreren.
Lees verder:
Koeien kregen hennep te eten en controleerden wat er met hun melk gebeurde
Genoemd het grootste gevaar van de maanmissie "Artemis"
Creëerde een navigatiesysteem dat nauwkeuriger is dan GPS