DWERGSTELSEL: VORMING, EVOLUTIE, KENMERKEN, VOORBEELDEN - ARTE - 2025

Een dwergstelsel wordt beschouwd als een sterrenstelsel met een honderdste van het aantal sterren in grote spiraalstelsels, zoals Andromeda en onze Melkweg. Dwergstelsels zijn het meest voorkomende type melkwegstelsel in de Lokale Groep van sterrenstelsels en worden verondersteld dat ook in de rest van het universum te zijn.

Dwergstelsels worden regelmatig in een baan om veel grotere sterrenstelsels aangetroffen. Alleen al rond de Melkweg zijn meer dan vijftien in een baan ronddraaiende dwergstelsels geïdentificeerd.

Figuur 1. Ultracompact dwergstelsel M60-UCD1 in een baan om het gigantische sterrenstelsel M60. M60 is 54 miljoen lichtjaar verwijderd en het majestueuze spiraalstelsel NGC 4647 is 63 miljoen lichtjaar verder van de achtergrond van M60. Bron: NASA Hubble-ruimtetelescoop.

Het kleinste sterrenstelsel dat tot dusver door astronomen is geïdentificeerd, bevat ongeveer duizend sterren, is bolvormig en staat bekend als Segue 2 in het sterrenbeeld Ram. In verhouding tot grote sterrenstelsels zou dat hetzelfde zijn als het ontdekken van een olifant ter grootte van een muis.

Vorming en evolutie

De meest recente en controversiële theorieën over de vorming van dwergstelsels, evenals andere grotere, geven aan dat ze het resultaat zijn van de aantrekkingskracht van interstellaire materie naar gebieden met donkere materie of met wolken gevormd door zware elementen.

Relatief nieuwe bevindingen die zijn gedaan met de ruimtetelescoop in het ultraviolette bereik, bestuurd door NASA, hebben echter dwergstelsels aangetoond die worden gevormd door gassen van lichtelementen afkomstig van de Ring van Leeuw: een immense wolk van 650 duizend lichtjaar gemaakt van waterstof en helium.

Algemene karakteristieken

Dwergstelsels zijn de meest voorkomende in het universum, maar zijn moeilijk te detecteren vanwege hun kleine formaat en lage helderheid.

Voor dwergstelsels gelden ook de verschillende soorten vormen die in grotere sterrenstelsels worden waargenomen, geïdentificeerd door Edwin Hubble op de "Hubble-stemvork". De volgende typen zijn bijvoorbeeld geïdentificeerd: spiraalvormig, onregelmatig, bolvormig en ellipsvormig.

Figuur 2. De Hubble-stemvork met de verschillende soorten sterrenstelsels.

Bovendien zijn er compacte en blauwe dwergstelsels gevonden, evenals ultracompacte.

Spiraalvormige dwergstelsels zijn over het algemeen ver verwijderd van clusters van andere sterrenstelsels, omdat anders gravitatie-interactie met naburige buren veranderingen in hun spiraalvormige schijf zou veroorzaken.

Dit type sterrenstelsel heeft een lage helderheid en heeft een diameter van minder dan 16.000 lichtjaar. Ze hebben meestal een grote hoeveelheid donkere materie.

Hoewel sommige experts denken dat ze erg oud zijn, bestaan ​​compactblauwe dwergstelsels uit hete, massieve clusters van jonge sterren die blauw licht uitstralen en het sterrenstelsel zelf blauwachtig laten lijken.

Een karakteristieke vertegenwoordiger van dit type melkwegstelsel is PGC-51017, weergegeven in figuur 3.

Figuur 3. Compact blauw-dwergstelsel PGC-51017. Bron: Wikimedia Commons

De sterren die samen compacte blauwe dwergstelsels vormen, kennen verschillende perioden van vorming en zijn in permanente evolutie.

Dwergstelsels, kleine en grote zwarte gaten

Een verrassende bevinding was die van een dwergstelsel met een klein zwart gat in het midden. Het is NGC 4395 met een centraal gat van 10.000 zonsmassa's. Dit in tegenstelling tot zwarte gaten in het centrum van grote sterrenstelsels, waarvan de massa tussen miljoenen en miljarden zonsmassa's ligt.

Figuur 4. Dwergstelsel NGC 4395 vastgelegd door de Shulman-telescoop in Arizona. Bron: Shulman Telescope.

Maar aan het andere uiterste zijn de ultracompacte dwergstelsels met een superzwaar zwart gat in hun centrum, met tientallen miljoenen zonsmassa's. Hierdoor, en ondanks dat het kleine sterrenstelsels zijn, hebben ze een enorme dichtheid aan sterren, zoals het geval is bij het M60-UCD1-sterrenstelsel dat wordt getoond in figuur 1.

Voorbeelden van dwergstelsels

Hieronder zullen we een verscheidenheid aan voorbeelden geven van goed geïdentificeerde dwergstelsels met verschillende vormen, afmetingen en kenmerken, om de lezer een overzicht te geven van hun diversiteit.

Sferoïdale, ellipsvormige en spiraalvormige dwergen

Het bolvormige dwergstelsel PGC 19441 met lage helderheid in het sterrenbeeld Carina is een satellietstelsel van de Melkweg en maakt deel uit van de Lokale Groep van sterrenstelsels. Het heeft een diameter van 2.000 lichtjaar en staat op een afstand van 330.000 lichtjaar.

Een ander goed voorbeeld is het Ellipsoïde Dwergstelsel van Boogschutter (M 54), 10.000 lichtjaar in diameter en 50.000 lichtjaar van het centrum van ons sterrenstelsel, waar het om draait. Het moet niet worden verward met een ander sterrenstelsel met een vergelijkbare naam: het veel dichterbij gelegen onregelmatige sterrenstelsel Boogschutter.

Geschat wordt dat hij over ongeveer 100 miljoen jaar de kern van de Melkweg weer zal naderen en er uiteindelijk deel van zal uitmaken.

Figuur 5. Ellipsoïdaal dwergstelsel M 54 in Boogschutter. Bron: Wikimedia Commons

Een voorbeeld van een spiraalvormig dwergstelsel is NGC 5474 in het sterrenbeeld Grote Beer. Het is de dichtstbijzijnde van de vele satellietstelsels in het grote Pinwheel Galaxy (M101). Onder dwergstelsels komen spiraalvormige sterrenstelsels het minst voor.

Figuur 6. Spiraalvormig dwergstelsel NGC 5474. Bron: Wikimedia Commons

Onregelmatige en ultracompacte dwergen

De kleine Magelhaense Wolk (NGC 292) is een onregelmatig gevormd dwergstelsel, ongeveer honderd keer kleiner dan de Melkweg, waar ongeveer 3 miljard sterren leven. Het kan worden gezien zonder dat een telescoop nodig is, in het zuidelijke sterrenbeeld de Toekan.

Het is 200 duizend lichtjaar verwijderd. Er wordt aangenomen dat het oorspronkelijk spiraalvormig was, maar dat het werd vervormd door de zwaartekracht van de Melkweg, zonder zelf een satellietstelsel ervan te zijn.

Een voorbeeld van een ultracompact dwergstelsel is M60-UCD1, een dwergstelsel dat in een baan om het gigantische sterrenstelsel M60 draait, 22.000 lichtjaar van het centrum. In het midden van de ultracompacte M60-UCD1-dwerg bevindt zich een superzwaar zwart gat van 21 miljoen zonsmassa's, volgens berekeningen van de baansnelheden van de sterren eromheen.

Figuur 1 toont een spectaculaire foto gemaakt door de Hubble-ruimtetelescoop van het ultracompacte dwergstelsel M60-UCD1, dat in een baan om het gigantische sterrenstelsel M60 draait.

In diezelfde figuur staat ook het majestueuze spiraalstelsel NGC 4647, dat 63 miljoen jaar verder is dan de gigantische M60.

Referenties

1. Laboratorium voor straalaandrijving. Nieuw recept voor dwergstelsels. Hersteld van: jpl.nasa.gov
2. Observatorium. De elliptische trainer van M60 en de spiraal van NGC 4647. Hersteld van: observatorio.info
3. MNN. Hoe groot is het kleinste sterrenstelsel in het universum? Hersteld van: MNN.com.
4. Phys.org. Dwergstelsels bestuderen om het grote plaatje te krijgen. Hersteld van: phys.org.
5. Ruimte. Small Magellanic Cloud: A Satellite Dwarf Galaxy Neighbor. Hersteld van: space.com
6. SCI nieuws. Astronomen ontdekken een superzwaar zwart gat in een dwergstelsel. Hersteld van: sci-news.com
7. Wikipedia. Segue 2. Hersteld van: wikipedia.com