Op deze kolossale foto van de Fornax-cluster vechten ontelbare sterrenstelsels om de aandacht. Sommige zijn slechts nietige lichtpuntjes, terwijl andere sterk op de voorgrond treden. Een van deze aandachttrekkers is het lensvormige sterrenstelsel NGC 1316. Het turbulente verleden van dit veel onderzochte stelsel heeft sporen achtergelaten in de vorm van delicate lussen, bogen en ringen, die astronomen nu gedetailleerder dan ooit in beeld hebben gebracht met de VLT Survey Telescope. Deze verbluffend ‘diepe’ opname toont naast talrijke zwakke objecten ook de vage lichtgloed die afzonderlijke sterrenstelsels met elkaar verbindt.
Deze diepe opname onthult de geheimen van de heldere leden van de Fornax-cluster, een van de rijkste en dichtstbijzijnde samenscholingen van sterrenstelsels in de Melkweg, aan de hand van uitzonderlijke opnamen van de VLT Survey Telescope (VST) van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili. Deze 2,3-gigapixelfoto is een van de grootste die ooit door ESO zijn vrijgegeven.
Misschien wel het meest fascinerende lid van de cluster is NGC 1316, een sterrenstelsel dat een dynamische geschiedenis achter de rug heeft. Het is ontstaan door het samensmelten van meerdere kleinere sterrenstelsels. De zwaartekrachtsverstoringen van dit avontuurlijke verleden hebben hun sporen achtergelaten in zijn lensstructuur [1]. De grote rimpelingen, lussen en bogen, ingebed in het met sterren bezaaide buitenste omhulsel, werden voor het eerst waargenomen in de jaren '70 en blijven een belangrijk onderzoeksgebied voor de huidige sterrenkundigen, die de fijne details van de ongebruikelijke structuur van NGC 1316 met behulp van de nieuwste beeldtechnieken en computermodellen onderzoeken. De samensmeltingen waaruit NGC 1316 is voortgekomen, hebben geleid tot een instroom van gas die het exotische astrofysische object in zijn centrum van brandstof voorziet: een superzwaar zwart gat met ongeveer 150 miljoen keer zoveel massa als onze zon. Als gevolg hiervan genereert dit kosmische monster enorm krachtige ‘jets’ van energierijke deeltjes, die op hun beurt karakteristieke lobben veroorzaken die alleen op radio-golflengten waarneembaar zijn. Zij maken dat NGC 1316 de op drie na helderste radiobron aan de hemel is.
In NGC 1316 zijn vier supernova’s van type Ia waargenomen – sterexplosies die van grote astronomische betekenis zijn. Omdat supernova’s van dit type een zeer goed gedefinieerde helderheid hebben [2], kunnen ze worden gebruikt om de afstand tot hun moederstelsel te bepalen – in dit geval 60 miljoen lichtjaar. Astronomen zijn zeer geïnteresseerd in deze ‘standaardkaarsen’, omdat ze een betrouwbaar middel zijn om de afstanden van verre objecten te meten. Vandaar ook dat ze een sleutelrol hebben gespeeld bij de baanbrekende ontdekking dat ons heelal in een steeds sneller tempo uitdijt. Deze opname is door de VST van de ESO-sterrenwacht op Paranal gemaakt in het kader van de Fornax Deep Survey, een project waarbij de Fornax-cluster nauwkeurig onder de loep wordt genomen. Het onderzoeksteam, onder leiding van Enrichetta Iodice (INAF – Osservatorio di Capodimonte, Napels, Italië), heeft dit hemelgebied al eens eerder waargenomen met de VST, en daarbij een zwakke ‘lichtbrug’ ontdekt tussen NGC 1399 en het kleinere sterrenstelsel NGC 1387 (eso1612). De VST is specifiek ontworpen om grootschalige hemelverkenningen uit te voeren. Met zijn enorme gecorrigeerde beeldveld en de speciaal voor dit doel ontworpen 256-megapixel camera, OmegaCAM, kan de VST snel diepe opnamen van grote stukken hemel maken, waarna veel grotere telescopen, zoals ESO’s Very Large Telescope (VLT), de afzonderlijke objecten meer gedetailleerd waarnemen.
Noten
[1] Lensvormige sterrenstelsels zijn een tussenvorm tussen diffuse elliptische sterrenstelsels en de bekendere spiraalvormige sterrenstelsels zoals de Melkweg.
[2] Supernova’s van type Ia treden op in dubbelstersystemen waarin een witte dwergster geleidelijk materie van zijn metgezel overneemt. Dat gaat goed totdat zijn massa de kritieke waarde bereikt waarbij de kernfusie van koolstof op gang komt. Hierdoor ontstaat een kortstondige kettingreactie die uitmondt in een enorme uitbarsting van energie: een supernova-explosie. Zo’n explosie ontstaat altijd bij een specifieke massa, de zogeheten Chandrasekhar-limiet, en verloopt bijna altijd met hetzelfde helderheidsverloop. Dankzij de sterke overeenkomsten tussen de verschillende supernova’s van type Ia kunnen astronomen deze catastrofale gebeurtenissen als afstandsindicatoren gebruiken.
