Hubble-data onthullen: Andromeda's stervorming kelderde de afgelopen 40 miljoen jaar – en een kleine buurman is de hoofdverdachte

Wat de Hubble-data laten zien

De onderzoekers combineerden beelden van twee grote Hubble-projecten: de Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT) en de Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury (PHAST) . Ze verdeelden de Andromedanevel in duizenden vierkanten van 300 lichtjaar breed en bepaalden voor elk blokje hoeveel sterren er in verschillende tijdsperioden waren geboren . Het resultaat is een duidelijke tijdlijn:

• Ongeveer 500 miljoen jaar geleden: Andromeda produceerde jaarlijks sterren met een totale massa van ongeveer één zon .
• Ongeveer 40 miljoen jaar geleden: Dat aantal was al gehalveerd .
• Vandaag de dag: Er worden nog maar sterren met een massa van ongeveer een vijfde van de zon per jaar geboren. Een daling van zo'n 80% in 500 miljoen jaar .

De algemene daling van de afgelopen half miljard jaar komt waarschijnlijk doordat de gasvoorraad van Andromeda langzaam opraakt na een uitbarsting van stervorming zo'n 2 miljard jaar geleden . Maar de versnelde daling van de laatste 40 miljoen jaar is zo abrupt dat die wijst op een extra, recente verstoring .

Het bewijs tegen M32

De link tussen M32 en de plotselinge stervormingsdip is gebaseerd op twee indirecte aanwijzingen:

• Timing: De scherpste daling begon zo'n 40 miljoen jaar geleden. Dat past precies bij een relatief recente, nauwe passage van M32 door de schijf van Andromeda . Zo'n ontmoeting kan het gas in Andromeda zo hebben opgewarmd dat het niet meer kan instorten tot nieuwe sterren, of het kan het gas uit de schijf hebben geslingerd .
• Locatie: De grootste afname in stervorming is te zien in een enorme ringvormige structuur waar tot voor kort de meeste nieuwe sterren van Andromeda werden geboren . Precies dat soort structuren is het kwetsbaarst voor een zwaartekrachtverstoring door een nabijgelegen sterrenstelsel .

Hoofdonderzoeker Tobin Wainer zei dat de timing en de locatie van de plotselinge stilval “sterk wijst op een nauwe interactie met M32”, maar het team heeft nog geen directe aanwijzingen gevonden voor zo'n recente passage, zoals afwijkende bewegingen van gas of sterren . Het precieze mechanisme – of M32 het gas heeft weggetrokken, verhit, of via een schokgolf heeft verstoord – is nog niet bevestigd .

Hoe astronomen het verband hopen te bevestigen

Er zijn nog geen specifieke missies aangekondigd om de hypothese van de M32-Andromeda-interactie te toetsen. De volgende telescopen en technieken worden genoemd als de meest kansrijke manieren om hierachter te komen:

• James Webb Space Telescope (JWST): JWST kan door stof heen kijken en de temperatuur, dichtheid en snelheid van het moleculaire gas in de binnenste schijf van Andromeda in kaart brengen met een veel hogere resolutie dan Hubble . Een gedetailleerde kaart van de gasbewegingen zou kunnen laten zien of M32 het gas precies zo heeft verstoord als bij een recente ontmoeting zou passen. JWST wordt al gebruikt om de beweging van M32 ten opzichte van Andromeda te meten, wat nodig is om de baan van M32 te reconstrueren .
• Nauwkeurige bewegingsmetingen (proper motion): Het exact meten van de driedimensionale baan van M32 om Andromeda is essentieel om te bevestigen of het de afgelopen 40 miljoen jaar door de schijf is gevlogen. Studies met Hubble, en later met de Nancy Grace Roman Space Telescope, kunnen dit uitwijzen.
• Spectroscopische onderzoeken: Gedetailleerde spectroscopie van individuele sterren en gaswolken in het gebied met de grootste stervormingsdaling kan sporen van getijdenverstoring onthullen, zoals ongebruikelijke gassnelheden of metaalgehaltes die overeenkomen met de sterpopulatie van M32.

Belangrijke kanttekening

Het verband met M32 is een belangrijke hypothese, maar geen bevestigd feit. Astronomen benadrukken dat “een nabij klein sterrenstelsel genaamd M32 een stiller gebied heeft beïnvloed, maar astronomen hebben meer werk te doen om dit verband te bevestigen” . De afname van stervorming heeft ook een component op lange termijn (de half miljard jaar durende trend) die niets met M32 te maken heeft en waarschijnlijk wordt veroorzaakt door het natuurlijke opraken van gas na de oude stervormingsuitbarsting .