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

NASA heeft onlangs het spectaculaire heldere beeld van het vuurwerk vrijgegeven melkweg NGC 6946 eerder gemaakt door Hubble ruimte telescoop ⁽¹⁾  

A melkweg is een systeem van sterren, overblijfselen van sterren, interstellair gas, stof en donkere materie die met elkaar verbonden zijn door zwaartekracht. Volgens een schatting zijn er ongeveer 200 miljard sterrenstelsels in het waarneembare gebied universum ⁽²⁾. Het zonnestelsel maakt samen met de zon deel uit van de melkweg genaamd Melkweg, wat ons thuis is melkweg.  

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

De melkweg, NGC 6946 heeft een uitzonderlijk hoge stervormingssnelheid en is daarom geclassificeerd als a starburst melkweg. Dit type sterrenstelsels wordt gekenmerkt door hoge stervormingssnelheden in de orde van 10 – 100 M_☉/jaar die veel hoger zijn dan in normale sterrenstelsels, bijvoorbeeld in ons eigen sterrenstelsel Melkweg, is de stervormingssnelheid ongeveer 1 – 5 M_☉/ Jaar ⁽³⁾ (M_☉ is de zonnemassa, de standaardeenheid van massa in de astronomie, 1 M_☉ is gelijk aan ongeveer 2×10³⁰ kg.).   

Op onze tijdschaal sterren lijken onveranderlijk, maar op de tijdschaal van miljarden jaren sterren ondergaan een levensloop, worden geboren, worden ouder en sterven uiteindelijk. Het leven van een ster begint in een nevel (wolk van stof, waterstof, helium en andere geïoniseerde gassen) wanneer de zwaartekrachtinstorting van een gigantische wolk aanleiding geeft tot een protoster. Dit blijft verder groeien met de aanwas van gas en stof totdat het zijn uiteindelijke massa bereikt. De uiteindelijke massa van de ster bepaalt zijn levensduur (hoe kleiner de massa, hoe hoger de levensduur) en wat er tijdens zijn leven met de ster gebeurt.  

Alles sterren halen hun energie uit kernfusie. De splijtstof die in de kern verbrandt, creëert een sterke buitenwaartse druk vanwege de hoge kerntemperatuur. Dit compenseert de binnenwaartse zwaartekracht. Het evenwicht wordt verstoord als de brandstof in de kern opraakt. De temperatuur daalt, de uitwendige druk neemt af. Als gevolg hiervan wordt de zwaartekracht van de naar binnen gerichte samendrukking dominant, waardoor de kern wordt gedwongen samen te trekken en in te storten. Hoe een ster uiteindelijk zal eindigen na de ineenstorting, hangt af van de massa van de ster.   

In het geval van superzware sterren veroorzaakt het instorten van de kern in korte tijd enorme schokgolven. De krachtige en lichtgevende explosie wordt supernova genoemd. Deze voorbijgaande astronomische gebeurtenis vindt plaats tijdens het laatste evolutionaire stadium van een superzware ster. De melkweg NGC 6946 wordt de Vuurwerk Galaxy omdat het alleen al in de afgelopen eeuw 10 supernova's heeft meegemaakt. Ter vergelijking: de Melkweg heeft gemiddeld slechts één tot twee supernova's per eeuw. Daarom wordt een groot aantal supernovaresten verwacht in NGC 6946 melkwegstelsel. Het totale aantal supernovarestkandidaten geïdentificeerd in NGC 6946 is ongeveer 225 ^(4,5). Voor sterren die meer dan tien keer de massa van de zon hebben, zouden de overblijfselen dat zijn zwarte gaten, de dichtste objecten in de universum.  

De hoge stervormingssnelheid (starburst), het hoge aantal supernova-gebeurtenissen (vuurwerk), de spiraalstructuur en het feit dat deze recht tegenover ons staat, bepalen dit melkweg apart wat aanleiding gaf tot zijn spectaculaire verschijning in de foto's gemaakt door 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  

***