Onregelmatige sterrenstelsels Vreemd gevormde mysteries van het heelal

Het woord "melkweg" doet denken aan beelden van de Melkweg of misschien de Andromeda-melkweg, met hun spiraalvormige armen en centrale uitstulpingen. Deze spiraalvormige sterrenstelsels zijn wat mensen zich gewoonlijk voorstellen dat alle sterrenstelsels eruit zien. Toch zijn er veel soorten sterrenstelsels in het universum en ze zijn niet allemaal spiralen. Zeker, we leven in een spiraalvormig sterrenstelsel, maar er zijn ook elliptische (afgerond zonder spiraalvormige armen) en lenzen (soort sigaarvormig). Er is nog een set sterrenstelsels die vrij vormloos zijn, niet noodzakelijk spiraalarmen hebben, maar wel veel locaties waar zich sterren vormen. Deze vreemde, blobby worden "onregelmatige" sterrenstelsels genoemd. Soms worden ze opgestapeld met de zogenaamde "eigenaardige" sterrenstelsels vanwege hun ongebruikelijke vormen of andere kenmerken.

Hubble Space Telescope's diepste beeld van de kosmos. Er zijn honderden sterrenstelsels in alle soorten en maten in deze afbeelding. NASA / ESA / STScI

Maar liefst een kwart van de bekende sterrenstelsels is onregelmatig. Zonder spiraalarmen of centrale uitstulping lijken ze visueel niet veel gemeen te hebben met spiraalvormige of elliptische sterrenstelsels. Ze hebben echter ten minste enkele kenmerken gemeen met spiralen. Ten eerste hebben velen sites met actieve stervorming. Sommigen hebben zelfs zwarte gaten in hun hart.

Vorming van onregelmatige sterrenstelsels

Dus, hoe vormen zich onreguleringen? Het lijkt erop dat ze meestal worden gevormd door zwaartekrachtinteracties en fusies van andere sterrenstelsels. De meeste, zo niet allemaal begonnen hun leven als een ander type melkwegstelsel. Door interacties met elkaar raakten ze vervormd en verloren ze wat, zo niet al hun vorm en eigenschappen.

Hubble Space Telescope keek naar een paar botsende sterrenstelsels die in de war raken terwijl ze op elkaar inwerken. NASA / ESA / STScI

Sommige zijn mogelijk gemaakt door eenvoudig langs een ander sterrenstelsel te komen. De aantrekkingskracht van het andere sterrenstelsel zou eraan trekken en zijn vorm kromtrekken. Dit zal vooral gebeuren als ze in de buurt van grotere sterrenstelsels passeren. Dit is waarschijnlijk wat er met de Magellanic Clouds is gebeurd, de kleinere metgezellen naar de Melkweg. Het leek erop dat ze ooit kleine versperde spiralen waren. Vanwege hun nabijheid tot onze Melkweg, werden ze vervormd door zwaartekrachtinteracties in hun huidige ongebruikelijke vormen.

De Grote Magelhaense wolk (midden links) en de Kleine Magelhaense wolk (middenboven) boven Paranal Observatorium in Chili. Europees zuidelijk observatorium

Andere onregelmatige sterrenstelsels lijken te zijn gecreëerd door fusies van sterrenstelsels. Over een paar miljard jaar zal de Melkweg samensmelten met het sterrenstelsel Andromeda. Tijdens de aanvankelijke tijd van de botsing kan het nieuw gevormde sterrenstelsel (met de bijnaam "Milkdromeda") er onregelmatig uitzien terwijl de zwaartekracht van elk sterrenstelsel aan elkaar trekt en ze uitrekt als taffy. Dan, na miljarden jaren, kunnen ze uiteindelijk een elliptisch sterrenstelsel vormen.

Deze NASA / ESA Hubble Space Telescope-afbeelding toont de massieve elliptische melkweg Messier 60 (ook M60 of NGC 4649 genoemd). NASA / ESA / STScI

Sommige onderzoekers vermoeden dat grote onregelmatige sterrenstelsels een tussenstap zijn tussen de fusie van spiraalvormige sterrenstelsels van vergelijkbare grootte en hun uiteindelijke uiteindelijke vormen als elliptische sterrenstelsels. Het meest waarschijnlijke scenario is dat twee spiralen zich vermengen of gewoon heel dicht bij elkaar passeren, wat resulteert in veranderingen voor beide partners in de "galactische dans". 

Er is ook een kleine populatie irregulars die niet in andere categorieën passen. Dit worden dwerg onregelmatige sterrenstelsels genoemd. Ze lijken ook veel op sommige sterrenstelsels, omdat ze al vroeg in de geschiedenis van het universum bestonden, zonder een duidelijke vorm en meer op een "stukje" van een melkwegstelsel. Betekent dit dat de ontregelingen die vandaag worden waargenomen meer op vroege sterrenstelsels lijken? Of is er een ander evolutionair pad dat zij nemen? De jury is nog steeds bezig met die vragen, terwijl astronomen ze blijven bestuderen en jonger vergelijken met de vragen die ze zien die vele miljarden jaren geleden bestonden.

Soorten onregelmatige sterrenstelsels

Onregelmatige sterrenstelsels zijn er in allerlei soorten en maten. Dit is niet verwonderlijk, aangezien ze misschien zijn begonnen als spiraalvormige of elliptische sterrenstelsels en eenvoudig zijn vervormd door de samenvoeging van twee of meer sterrenstelsels, of misschien door nabijgelegen zwaartekrachtvervorming van een ander sterrenstelsel..

Onregelmatige sterrenstelsels kunnen echter nog steeds in een aantal subtypen vallen. Het onderscheid wordt meestal geassocieerd met hun vorm en kenmerken, of het gebrek daaraan, en door hun grootte.

Onregelmatige sterrenstelsels, met name de dwergen, zijn nog steeds niet goed begrepen. Zoals we al hebben besproken, vormt hun vorming de kern van het probleem, vooral als we oude (verre) onregelmatige sterrenstelsels vergelijken met nieuwere (dichterbij).

Onregelmatige subtypen

Onregelmatige I-sterrenstelsels (Irr I): Het eerste subtype van onregelmatige sterrenstelsels staan ​​bekend als Irr-I-sterrenstelsels (kortweg Irr I) en worden gekenmerkt door een bepaalde structuur, maar niet genoeg om het te classificeren als een spiraalvormige of elliptische sterrenstelsels (of een ander type). Sommige catalogi splitsen dit subtype nog verder op in catalogi die spiraalkenmerken (Sm) - of barred spiral features (SBm) vertonen - en catalogi die structuur hebben, maar geen structuur die is geassocieerd met spiraalstelsels zoals een centrale bobbel of armfuncties . Deze worden daarom geïdentificeerd als "Im" onregelmatige sterrenstelsels. 

Onregelmatige II-sterrenstelsels (Irr II): Het tweede type onregelmatige melkweg heeft geen enkele functie. Toen ze werden gevormd door middel van zwaartekrachtinteractie, waren de getijdenkrachten sterk genoeg om alle geïdentificeerde structuren van het type melkwegstelsel dat het eerder was te elimineren.

Dwerg onregelmatige sterrenstelsels: Het laatste type onregelmatige melkweg is de hierboven genoemde dwerg onregelmatige melkweg. Zoals de naam al doet vermoeden, zijn deze sterrenstelsels kleinere versies van de twee hierboven genoemde subtypen. Sommigen van hen bevatten structuur (dIrrs I), terwijl anderen geen spoor van dergelijke kenmerken hebben (dIrrs II). Qua grootte is er geen officiële grenswaarde voor wat een "normale" onregelmatige melkweg is en wat een dwerg is. De dwergstelsels hebben echter de neiging om een ​​lage metalliciteit te hebben (dat betekent dat ze meestal waterstof zijn, met kleine hoeveelheden zwaardere elementen). Ze kunnen ook op een andere manier worden gevormd dan onregelmatige sterrenstelsels van normale grootte. Sommige sterrenstelsels die momenteel worden geclassificeerd als dwergregulerende gegevens zijn eenvoudigweg kleine spiraalvormige sterrenstelsels die zijn vervormd door een veel groter nabijgelegen sterrenstelsel.