De bevinding suggereert dat nieuw materiaal voor het maken van sterren vast kan zitten waar het geen sterren kan maken
De Fermi-bellen, in paars weergegeven in deze afbeelding, gemaakt op basis van waarnemingen met gammastraling, zijn gigantische ballonnen van plasma die zich uitstrekken vanaf de sterrenschijf van de Melkweg (blauw).
Enorme bubbels plasma die uit het centrum van de Melkweg stromen, kunnen stukjes uit de hele melkweg bevatten – en daarbuiten.
Een nieuwe kijk op gaswolken in de Fermi-bellen van de melkweg laat zien dat de wolken bevatten dingen van de sterrenschijf van de melkweg en uit een mysterieuze andere bron. De bevinding zou licht kunnen werpen op hoe sterrenstelsels in het algemeen leven en sterven, melden astronomen op 18 juli Natuurastronomie.
De Fermi-bellen zijn gigantische klodders plasma, tienduizenden lichtjaren lang, die zich aan weerszijden van de melkwegschijf van de Melkweg uitstrekken. Toen de bubbels in 2010 werden ontdekt, dachten astronomen dat ze gevormd konden zijn door pasgeboren sterren (SN: 11/9/10). Tegenwoordig zijn veel astronomen er in plaats daarvan van overtuigd dat de bellen kunnen zijn geblazen door een enorme, lang geleden boer die werd uitgezonden door het superzware zwarte gat van de melkweg.
In de jaren die volgden op de ontdekking, zagen astronomen ook wolken van relatief koel gas die hoog boven de sterrenschijf in de bellen rond lijken te flitsen. “We noemen ze hogesnelheidswolken, omdat we niet zo goed zijn in het benoemen van dingen”, zegt astrofysicus Trisha Ashley van het Space Telescope Science Institute in Baltimore.
Wetenschappers dachten dat de wolken van de heldere sterrenschijf van de Melkweg waren gerukt en in de lucht waren gevlogen toen de Fermi-bellen zich vormden. Die veronderstelling is gebruikt om zaken als de leeftijd van de bubbels te berekenen, wat een aanwijzing zou kunnen bieden voor hun oorsprong.
“Het was logisch, het was een logische veronderstelling”, zegt Ashley. “Maar niemand had ooit de oorsprong van deze wolken getest.”
Nu hebben Ashley en collega’s een eerste poging gedaan om erachter te komen waar de wolken vandaan komen – en hebben ze een verrassend antwoord gevonden.
Met behulp van nieuwe en gearchiveerde gegevens van verschillende telescopen hebben zij en haar team het metaalgehalte gemeten – de abundanties van alle elementen zwaarder dan helium – in 12 hogesnelheidswolken die verankerd zijn in de Fermi-bellen. Vervolgens vergeleken de onderzoekers de chemische eigenschappen van de wolken met die van sterren in de schijf van de Melkweg. Als de wolken echt van de schijf kwamen, zouden ze metalen inhoud moeten hebben zoals de zon en andere schijfsterren, zegt Ashley. Zo niet, dan moet hun metaalgehalte lager zijn.
Het team vond een breed scala aan metalen in de wolken, van minder dan een vijfde van de zon tot meer dan die van de zon. Dat betekent dat “deze wolken hun oorsprong moeten hebben in zowel de schijf van de Melkweg als de halo van de Melkweg”, zegt ze, verwijzend naar de chaotische wolk van gas en stof die de melkweg omringt en deze van brandstof voorziet voor nieuwe sterren (SN: 7/12/18). “We hebben geen andere verklaring gevonden.”
Hoe die wolken überhaupt in de halo terechtkwamen, is nog een open vraag, zegt Jessica Werk, een astronoom aan de Universiteit van Washington in Seattle die niet bij het onderzoek betrokken was.
“Er zijn een aantal manieren waarop deze wolken kunnen worden geproduceerd, een aantal oorsprongen en een aantal lotsbestemmingen”, zegt ze. De wolken kunnen op zichzelf in de halo zijn gecondenseerd, of ze kunnen zijn gerukt uit kleinere sterrenstelsels die door de Melkweg zijn gekannibaliseerd, of een aantal andere oorsprongsverhalen (SN: 24-7-02). “Deze cyclus is over het algemeen een erg rommelig proces.”
Die rommeligheid zou kunnen helpen voorspellen hoe de stervorming van de Melkweg in de toekomst zou kunnen veranderen. Koude gaswolken zoals deze zijn de brandstof voor toekomstige stervorming. Als deze wolken in de gasvormige halo van de Melkweg zijn geboren, maar worden gestimuleerd door de Fermi-bellen in plaats van in de schijf te vallen om sterren te vormen, zou dat uiteindelijk de stervormingsfabrieken van de Melkweg kunnen vertragen.
Maar als de gaswolken uiteindelijk nieuwe sterren vormen, zou dat kunnen betekenen dat de Melkweg nieuwe sterren bouwt uit verschillende kosmische bronnen.
“Waar mensen uiteindelijk in geïnteresseerd zijn, is hoe de Melkweg zijn stervorming voor een lange tijd in stand houdt?” zegt Werk. “Dit vertelt je dat het niet zomaar één ding is.”
Door deze bubbels en wolken te bestuderen, kunnen astronomen ook andere sterrenstelsels begrijpen.
“We kunnen deze dingen zien gebeuren in andere sterrenstelsels”, zegt Ashley. “Maar we hebben een plaats op de eerste rij voor deze.”
