Lenticulaire sterrenstelsels zijn de stille, stoffige sterrensteden van de kosmos

Er zijn veel soorten sterrenstelsels "daar" in het universum. Astronomen classificeren ze meestal eerst door hun vormen: spiraalvormig, elliptisch, lenticulair en onregelmatig. We leven in een spiraalvormig sterrenstelsel en we kunnen anderen zien vanuit ons uitkijkpunt op aarde. Een overzicht van sterrenstelsels in clusters zoals het Maagd-cluster toont een verbazingwekkende reeks verschillende vormen van sterrenstelsels. De grote vragen die astronomen die deze objecten bestuderen, zijn: hoe vormen ze zich en wat is in hun evolutie dat hun vormen beïnvloedt?

Een stoffig spiraalvormig sterrenstelsel zoals te zien door NASA's Hubble-ruimtetelescoop. NASA, ESA en D. Maoz (Universiteit van Tel Aviv en Universiteit van Columbia)

Lenticulaire sterrenstelsels zijn nogal slecht begrepen leden van de melkwegdierentuin. Ze lijken in sommige opzichten op zowel spiraalstelsels als elliptische sterrenstelsels, maar er wordt echt gedacht dat ze een soort overgangsgalactische vorm zijn. 

Lenticulaire sterrenstelsels lijken bijvoorbeeld op een vervagende spiraalvormige melkweg. Sommige van hun andere kenmerken, zoals hun samenstelling, komen echter meer overeen met elliptische sterrenstelsels. Het is dus heel goed mogelijk dat ze hun eigen, unieke melkwegtype zijn. 

Galaxy NGC 5010 is een lenticulair sterrenstelsel met kenmerken van zowel spiralen als elliptische elementen. NASA / ESA / STScI

Structuur van lenticulaire sterrenstelsels

Lenticulaire sterrenstelsels hebben over het algemeen platte, schijfachtige vormen. In tegenstelling tot spiraalvormige sterrenstelsels missen ze echter de kenmerkende armen die zich meestal rond de centrale bobbel wikkelen. (Hoewel, net als zowel spiraalvormige als elliptische sterrenstelsels, ze een staafstructuur kunnen hebben die door hun kernen gaat.)

Om deze reden kunnen lenticulaire sterrenstelsels moeilijk te onderscheiden zijn van elliptische sterrenstelsels als ze face-on worden bekeken. Pas als ten minste een klein deel van de rand zichtbaar is, kunnen astronomen zien dat een lenticulaire van andere spiralen te onderscheiden is. Hoewel een lenticulaire een centrale uitstulping heeft die vergelijkbaar is met die van spiraalvormige sterrenstelsels, kan deze veel groter zijn.

Afgaande op de sterren en het gasgehalte van een lenticulair sterrenstelsel, lijkt het veel meer op een elliptisch sterrenstelsel. Dat komt omdat beide typen meestal oude, rode sterren hebben met heel weinig hete blauwe sterren. Dit is een indicatie dat de stervorming aanzienlijk is vertraagd of niet voorkomt in zowel lenticulairen als elliptische instrumenten. Lenticulars hebben meestal echter meer stof dan elliptica.

Lenticulaire sterrenstelsels en de Hubble-reeks

In de 20e eeuw probeerde astronoom Edwin Hubble te proberen te begrijpen hoe sterrenstelsels worden gevormd en evolueren. Hij creëerde wat bekend staat als de "Hubble-reeks" - of grafisch het Hubble-afstemmingsdiagram, dat sterrenstelsels op een soort stemvorkvorm plaatste op basis van hun vormen. Hij stelde zich voor dat sterrenstelsels begonnen als elliptische, perfect cirkelvormige of bijna zo.

Na verloop van tijd dacht hij dat hun rotatie ervoor zou zorgen dat ze plat gingen liggen. Uiteindelijk zou dit leiden tot de vorming van spiraalvormige sterrenstelsels (één arm van de stemvork) of geblokkeerde spiraalvormige sterrenstelsels (de andere arm van de stemvork).

Lenticulaire sterrenstelsels zijn waarschijnlijk een overgang tussen elliptisch en spiraalvormig op het standaard Hubble-stemvorkdiagram dat sterrenstelsels classificeert op basis van hun vormen. NASA

Bij de overgang, waar de drie armen van de stemvork elkaar zouden ontmoeten, waren er de lenticulaire sterrenstelsels; niet helemaal elliptische niet helemaal spiralen of versperde spiralen. Officieel zijn ze geclassificeerd als SO sterrenstelsels op de Hubble-reeks. Het bleek dat de oorspronkelijke reeks van Hubble niet helemaal overeenkwam met de gegevens die we vandaag over sterrenstelsels hebben, maar het diagram is nog steeds erg handig bij het classificeren van sterrenstelsels door hun vormen.

Vorming van lenticulaire sterrenstelsels

Het baanbrekende werk van Hubble aan sterrenstelsels heeft mogelijk ten minste een van de formatietheorieën van lenticulairs beïnvloed. In wezen stelde hij voor dat lenticulaire sterrenstelsels evolueerden uit elliptische sterrenstelsels als een overgang naar een spiraalvormig (of geblokkeerd spiraalvormig) sterrenstelsel, maar een huidige theorie suggereert dat het andersom zou kunnen zijn.

Aangezien lenticulaire sterrenstelsels schijfachtige vormen hebben met centrale uitstulpingen maar geen onderscheidende armen hebben, is het mogelijk dat het gewoon oude, vervaagde spiraalvormige sterrenstelsels zijn. De aanwezigheid van veel stof, maar niet veel gas suggereert dat ze dat doen zijn oud, wat dit vermoeden lijkt te bevestigen.

Maar er is een belangrijk probleem: lenticulaire sterrenstelsels zijn gemiddeld veel helderder dan spiraalvormige sterrenstelsels. Als het echt vervaagde spiraalvormige sterrenstelsels waren, zou je verwachten dat ze dimmer zijn, niet helderder.

Dus, als alternatief, suggereren sommige astronomen nu dat lenticulaire sterrenstelsels het resultaat zijn van fusies tussen twee oude, spiraalvormige sterrenstelsels. Dit zou de schijfstructuur en het gebrek aan vrij gas verklaren. Ook zou met de gecombineerde massa van twee sterrenstelsels de hogere helderheid van het oppervlak worden verklaard.

Deze theorie heeft nog wat werk nodig om enkele problemen op te lossen. Computersimulaties op basis van waarnemingen van sterrenstelsels gedurende hun leven suggereren bijvoorbeeld dat de rotatiebewegingen van de sterrenstelsels vergelijkbaar zouden zijn met die van normale spiraalvormige sterrenstelsels. Dat is echter meestal niet wat wordt waargenomen in lenticulaire sterrenstelsels. Sterrenkundigen proberen dus te begrijpen waarom er een verschil is in rotatiebewegingen tussen soorten sterrenstelsels. Die bevinding ondersteunt de vervagende spiraal theorie. Dus het huidige begrip van lenticula is nog steeds een work in progress. Terwijl astronomen meer van deze sterrenstelsels waarnemen, zullen de aanvullende gegevens helpen bij het oplossen van de vragen over waar ze zich bevinden in de hiërarchie van sterrenstelsels.

Belangrijkste afhaalrestaurants over Lenticulars

• Lenticulaire sterrenstelsels hebben een aparte vorm die ergens tussen spiraalvormig en elliptisch lijkt te zijn.
• De meeste lenzen hebben centrale uitstulpingen en lijken verschillen te hebben in hun rotatieacties ten opzichte van andere sterrenstelsels.
• Lenticulars kunnen zich vormen wanneer spiraalvormige sterrenstelsels samenvloeien. Die actie zou de schijven vormen die in lenticulairs worden gezien en ook de centrale uitstulpingen.

bronnen

• "Lenticulaire sterrenstelsels maken." Natuur nieuws, Nature Publishing Group, 27 augustus 2017, www.nature.com/articles/d41586-017-02855-1.
• [email protected]. "De Hubble-stemvork - Classificatie van sterrenstelsels." Www.spacetelescope.org, www.spacetelescope.org/images/heic9902o/.
• "Lenticulaire sterrenstelsels en hun omgevingen." The Astrophysical Journal, 2009, Vol 702, No. 2, http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/702/2/1502/meta

Uitgegeven door Carolyn Collins Petersen.