Meer informatie: dienst Interne en Externe Communicatie, tel. 071-5273282
Persbericht
Universiteit Leiden
Donderdag 14 juli 2005
Melkwegbrede superwind blaast sterrenstof het heelal in
Een team van astronomen van de universiteiten van Lyon, Durham, Oxford
en Leiden heeft de overblijfselen ontdekt van de explosie van een
melkwegstelsel op 11,5 miljard lichtjaar afstand. Hun waarnemingen
verschijnen 14 juli 2005 in het tijdschrift Nature. De ontdekking is
het meest directe bewijs tot nu toe van een melkwegstelsel dat vrijwel
geheel uiteen valt als gevolg van een reeks explosies die met hoge
snelheid een stroom materie de ruimte in blaast. Deze stroom wordt
superwind genoemd. De waarnemingen werden gedaan met de
Brits-Nederlands-Spaanse William Herschel Telescoop op La Palma.
--
Explosie
Men veronderstelt dat melkwegstelsels met deze superwinden een groot
deel van hun gassen de intergalactische ruimte in blazen met snelheden
van vele honderden kilometers per seconde. De drijvende kracht
hierachter vormt de explosie van vele zware sterren tijdens een
massale golf van stervorming vroeg in het leven van het
melkwegstelsel. Waarschijnlijk wordt de superwind aangewakkerd door de
energie van een superzwaar, groeiend zwart gat in het centrum van het
melkwegstelsel.
Sterrenstof
Om verschillende redenen zijn superwinden belangrijk voor de theorie
van melkwegvorming. In de eerste plaats beperken ze de grootte van
melkwegstelsels door de vorming van nog meer sterren af te remmen.
Modellen waarin superwinden geen rol spelen laten veel meer veel
heldere melkwegstelsels zien dan er feitelijk zijn. In de tweede
plaats verplaatsen ze ook zware elementen (sterrenstof) naar de
intergalactische ruimte, ver van de plek waar ze ontstaan zijn.
Hierdoor verspreidt zich het ruwe materiaal voor planeten en
levensvormen door het hele universum. De theorieën voorspelden het
bestaan van de superwinden, maar de waarnemingen die tot nu toe gedaan
zijn, waren slechts voorbeelden van kleinere verschijnselen in nabije
melkwegstelsels. De huidige waarnemingen leveren het meest directe
bewijs voor het voorkomen van grootschalige, melkwegbrede superwinden
zo ver terug in de geschiedenis van het heelal.
Getemperd licht
De ontdekking van de superwind werd gedaan door het gas in de halo van
het melkwegstelsel bekend als LAB-2, waar te nemen. Dit melkwegstelsel
is meer dan 300.000 lichtjaar in doorsnee en is daarmee ongeveer drie
keer groter dan de schijf van onze eigen melkweg. De onderzoekers
ontdekten dat het licht van heet, gloeiend waterstofgas op een zeer
kenmerkende manier wordt getemperd in het gehele melkwegstelsel.
Afgekoelde materie
De onderzoekers vermoeden dat de tempering wordt veroorzaakt door een
schil van afgekoelde materie die bijeen is geveegd uit de omgeving
door een melkwegbrede superwind. De gelijkvormigheid van de tempering
in het gehele melkwegstelsel suggereert dat de superwind vele
honderden miljoenen jaren eerder ontstaan is. Hierdoor heeft het gas
de tijd om af te koelen en te vertragen en het kan op die manier de
tempering veroorzaken. Zoals we het nu waarnemen, is de schil
waarschijnlijk en paar honderdduizend lichtjaar verwijderd van het
melkwegstelsel dat aan zijn wieg stond.
Meest afgelegen gebieden
Sterrenkundigen hebben zich lang afgevraagd hoe het komt dat elementen
die essentieel zijn bij de vorming van planeten en uiteindelijk ook
het leven (zoals koolstof, zuurstof en ijzer) zo wijd verspreid zijn
in het gehele universum. Slechts twee miljard jaar na de Big Bang zijn
ze zelfs in de meest afgelegen gebieden van het heelal alom
tegenwoordig. De superwind die is waargenomen in dit melkwegstelsel
laat zien hoe de schokgolven de elementen die diep in het hart van het
melkwegstelsel zijn gevormd, met zich mee kunnen voeren.
Nieuwe techniek
Van cruciaal belang bij de ontdekking en interpretatie van de gegevens
was dat het mogelijk was gedetailleerde informatie te krijgen over het
gas in twee dimensies dwars door het hele melkwegstelsel. Dit lukte
met een techniek die bekend staat als integrale veldspectroscopie, die
op de grootste telescopen ter wereld nog maar net de kinderschoenen
ontgroeid is.
Sauron
Vrijwel alle astronomische spectroscopie wordt verricht door een
kleine spleetvormige opening op het doel te richten. Dit is een
techniek die voor zulke grote bronnen als dit melkwegstelsel een
tamelijk incompleet beeld geeft, zegt dr. Joris Gerssen, een lid van
het team. De onderzoekers hebben de integrale veldspectrograaf Sauron
gebruikt, die is gebouwd in het Observatoire de Lyon in een
samenwerking met Oxford en Leiden voor onderzoek aan nabije
sterrenstelsels. Sauron is uniek en door zijn hoge efficiëntie staat
hij echt zijn mannetje tegenover de apparatuur aan de grootste
telescopen ter wereld, waarvan sommige zelfs twee keer zo groot zijn
als de William Herschel Telescope. Niettemin moest Sauron door de
grote afstand tot het melkwegstelsel LAB-2, langer dan vijftien uur
staren naar ons doel om deze ontdekking te kunnen doen, voegt prof.
Tim de Zeeuw uit Leiden toe.
Silhouet
De datering van het bewijs van de waarneming van superwinden in jonge
melkwegstelsels op grote afstand in de ruimte, is over het algemeen
indirect en afhankelijk van de omstandigheden. Men heeft zich
voornamelijk gericht op het zoeken naar bewijs in statistische
gegevens van opmetingen aan melkwegstelsels en intergalactisch gas.
Onderzoekers hebben al lang stromen materie waargenomen die met hoge
snelheid ontsnappen aan verre stervormende melkwegstelsels, maar nog
nooit was men in staat om de werkelijke schaal waarop dat plaatsvindt,
te zien via waarnemingen van een enkel melkwegstelsel. Bij dit
melkwegstelsel kan de uitstroom worden waargenomen als een soort
silhouet afgezet tegen het hele melkwegstelsel. Dit doet
veronderstellen dat de superwinden werkelijk melkwegbreed van schaal
zijn en dat ze net zo belangrijk zijn als de theorieën voorspellen.
The discovery of a galaxy-wide superwind from a young massive galaxy
at redshift z 3
R. J. Wilman, J. Gerssen, R. G. Bower, S. L. Morris, R. Bacon, P. T.
de Zeeuw, L. Davies
Nature, 14 juli 2005
Full text
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met:
Prof. dr. Tim de Zeeuw, 071-5275837 of