The Fireworks Galaxy, NGC 6946: wat maakt deze Galaxy zo speciaal?

NASA heeft onlangs de spectaculaire, heldere afbeelding vrijgegeven van het vuurwerkstelsel NGC 6946, die eerder door de Hubble -ruimtetelescoop is gemaakt ^(1).

Een sterrenstelsel is een systeem van sterren , overblijfselen van sterren, interstellair gas, stof en donkere materie die door zwaartekracht bij elkaar worden gehouden. Volgens een schatting zijn er ongeveer 200 miljard sterrenstelsels in het waarneembare universum ⁽²⁾ . Het zonnestelsel, samen met de zon, maakt deel uit van het sterrenstelsel dat de Melkweg wordt genoemd, ons thuisstelsel.

NGC 6946 (NGC staat voor New General Catalogue, een veelgebruikte manier om astronomische objecten te labelen) is een van de sterrenstelsels die zich op een afstand van 7.72 Mpc {1 Mpc of megaparsec is gelijk aan een miljoen parsecs; in de astronomie is de voorkeurseenheid voor afstand de parsec (pc). 1 parsec is de afstand waarop 1 astronomische eenheid een hoek van 1 boogseconde omvat, oftewel 1/3600 van een graad; 1 pc is gelijk aan 3.26 lichtjaar} of 25.2 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Cepheus bevindt.

Het sterrenstelsel NGC 6946 heeft een uitzonderlijk hoge stervormingssnelheid en wordt daarom geclassificeerd als een starburst- sterrenstelsel . Dit type sterrenstelsels wordt gekenmerkt door hoge stervormingssnelheden in de orde van 10 – 100 M☉ _/ jaar, wat veel hoger is dan in normale sterrenstelsels. In ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, is de stervormingssnelheid bijvoorbeeld ongeveer 1 – 5 M☉ _/ jaar ⁽³⁾ (M☉ _is de zonnemassa, de standaardeenheid voor massa in de astronomie; 1 M☉ _is gelijk aan ongeveer 2× ^10³⁰ kg).

Op onze tijdschaal lijken sterren onveranderlijk, maar op een tijdschaal van miljarden jaren doorlopen sterren een levenscyclus: ze worden geboren, verouderen en sterven uiteindelijk. Het leven van een ster begint in een nevel (een wolk van stof, waterstof, helium en andere geïoniseerde gassen) wanneer de gravitationele ineenstorting van een gigantische wolk aanleiding geeft tot een protoster. Deze blijft groeien door accretie van gas en stof totdat hij zijn uiteindelijke massa bereikt. De uiteindelijke massa van de ster bepaalt zijn levensduur (hoe kleiner de massa, hoe langer de levensduur) en wat er met de ster gebeurt gedurende zijn leven.

Alle sterren halen hun energie uit kernfusie. De verbranding van kernbrandstof in de kern creëert een sterke naar buiten gerichte druk als gevolg van de hoge kerntemperatuur. Deze druk compenseert de naar binnen gerichte zwaartekracht. Dit evenwicht wordt verstoord wanneer de brandstof in de kern opraakt. De temperatuur daalt en de naar buiten gerichte druk neemt af. Daardoor wordt de naar binnen gerichte zwaartekracht dominant, waardoor de kern krimpt en instort. Wat een ster uiteindelijk wordt na de ineenstorting, hangt af van de massa van de ster.

Bij supermassieve sterren ontstaan ​​enorme schokgolven wanneer de kern in korte tijd instort. Deze krachtige en heldere explosie wordt een supernova genoemd. Dit kortstondige astronomische verschijnsel vindt plaats tijdens de laatste evolutiefase van een supermassieve ster. Het sterrenstelsel NGC 6946 wordt het Vuurwerkstelsel genoemd omdat er in de afgelopen eeuw alleen al tien supernova's zijn waargenomen. Ter vergelijking: de Melkweg kent gemiddeld slechts één tot twee supernova's per eeuw. Daarom wordt verwacht dat er in het sterrenstelsel NGC 6946 een aanzienlijk aantal supernovarestanten aanwezig zal zijn. Het totale aantal geïdentificeerde supernovarestanten in NGC 6946 bedraagt ​​ongeveer 225 ^(4,5) . Voor sterren met een massa van meer dan tien keer die van de zon zouden de restanten zwarte gaten zijn , de dichtste objecten in het heelal.

De hoge stervormingssnelheid (starburst), de hoge frequentie van supernova-explosies (vuurwerk), de spiraalstructuur en het feit dat deze melkwegstelsel recht voor ons staat, maken het zo bijzonder en verklaren de spectaculaire verschijning op de beelden van de Hubble -telescoop.

*** 

Bronnen  

1. NASA 2021. Hubble bekijkt een oogverblindend 'vuurwerkstelsel'. Geplaatst op 08 januari 2021. Online beschikbaar op https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2021/hubble-views-a-dazzling-fireworks-galaxy/  Betreden op 10 januari 2021.  

2. NASA 2015. Hubble onthult waarneembaar heelal dat 10 keer meer sterrenstelsels bevat dan eerder werd gedacht. Online verkrijgbaar bij https://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/hubble-reveals-observable-universe-contains-10-times-more-galaxies-than-previously-thought Betreden op 10 januari 2021. 

3. Muxlow TWB., 2020. Starburst-sterrenstelsels. 8e European VLBI Network Symposium, Polen 26-29 september 2020. Beschikbaar op https://arxiv.org/ftp/astro-ph/papers/0611/0611951.pdf Betreden op 10 januari 2021. 

4. Long KS, Blair WP, et al 2020. De supernovarestpopulatie van NGC 6946 zoals waargenomen in [Fe ii] 1.644 m met HST *. The Astrophysical Journal, Volume 899, Number 1. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aba2e9 

5. Radica MC, Welch DL en Rousseau-Nepton L., 2020. Een zoektocht naar supernova-lichtecho's in NGC 6946 met SITELLE. Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society, volume 497, uitgave 3, september 2020, pagina's 3297-3305, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/staa2006  

***