‘Kosmische ring van vuur’ of ‘titanische donut’. Het pas ontdekte sterrenstelsel R5519 heeft al een paar tot de verbeelding sprekende bijnamen. Dit bijzondere, ringvormige sterrenstelsel, dat we zien zoals het er 3 miljard jaar na de oerknal uitzag, kan sterrenkundigen iets leren over sterrenstelsels in het vroege heelal.
Het is een goede tijd voor sterrenkundigen die onderzoek doen naar sterrenstelsels in het vroege heelal. Nog geen week geleden schreven we over het schijfvormige sterrenstelsel DLA0817g, dat al bestond toen het heelal pas 1,5 miljard jaar oud was. Daar komt nu R5519 bij, van ongeveer 3 miljard jaar na de oerknal.
Het heelal is nu 13,8 miljard jaar oud, dus het gaat hier om twee sterrenstelsels in het vroege heelal. Toen waren sterrenstelsels nog volop aan het vormen uit gas- en stofwolken en door te botsen met andere prille stelsels.
‘Ring of fire’
Het sterrenstelsel R5519 bevindt zich op 11 miljard lichtjaar van ons zonnestelsel. We zien het daarom zoals het er 11 miljard jaar geleden uitzag. R5519 heeft ongeveer dezelfde massa als ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, maar lijkt op een donut, met een gat van ongeveer 18.000 lichtjaar groot in het midden. Dat is ruim een miljard keer de afstand van de aarde tot de zon.
Sterrenkundigen hebben R5519 onderzocht met de Keck-telescoop op Hawaï en de Hubble-ruimtetelescoop. Uit die waarnemingen blijkt dat er sterren geproduceerd worden in een vijftig keer zo hoog tempo als in de Melkweg. Dit gebeurt bijna uitsluitend in de donut. Vanwege die actieve stervorming hebben de onderzoekers het stelsel de bijnaam ring of fire gegeven.
De observaties wijzen erop dat dit gekke gat is ontstaan door een botsing met een kleiner stelsel. ‘Dat leiden we af uit de beweging van de sterren in de ring en doordat we het gebotste stelsel G5593 ook observeren’, mailt hoofdonderzoeker Tiantian Yuan, van het Australische ASTRO 3D.
De botsing met G5593 was een zeldzaam schot in de roos. Sterrenstelselbotsingen vinden relatief vaak plaats. Maar zelden is het ene stelsel een perfecte schietschijf waar het andere precies doorheen schiet. Yaun: ‘Het is een kosmisch schietspel. Wie de roos kan raken, wint de titel.’
Bijzonder sterrenstelsel
Om een ring te vormen na een botsing, moet R5519 een dunne, schijfvormige structuur hebben gehad. Dat betekent dat het stelsel ongeveer dezelfde vorm had als de Melkweg nu: veel sterren op een kluitje in het midden en een dunne schijf eromheen.
De dunne schijf van de Melkweg ontstond pas 9 miljard jaar geleden. De ontdekkingen van R5519 en die van DLA0817g eerder deze maand tonen dat er 11 tot 12 miljard jaar geleden ook al stelsels met dunne schijven bestonden. Dat is veel eerder dan werd gedacht.
De mooie ‘ring van vuur’ van R5519 lijkt helaas wel van korte duur. ‘Uit berekeningen aan G5593 blijkt dat dit stelsel waarschijnlijk weer met het ringstelsel zal botsen’, zegt Yaun. ‘Dus geniet ervan zolang het kan!’
