2023-04 Ken je klassiekers: De Magelhaense Wolken
Onderwerp en identificatie
Grote Magelhaense Wolk (GMW) en Kleine Magelhaense Wolk (KMW)
Waar te nemen: zuidelijk halfrond; een deel van de GMW ligt in het sterrenbeeld Goudvis
Behoren tot de Lokale groep
Diameter: 14.000 lichtjaar (GMW); 7.000 lichtjaar (KMW)
Onderlinge afstand: 75.000 lichtjaar
Afstand tot Melkweg: 160.000 (GMW); 200.000 lichtjaar (KMW)
Samenstelling: sterrenstelsels, nieuwe sterren, donkere materie
Vorm: onregelmatig
Beeld
Magelhaense Wolken onder de Melkweg - Copyright afbeelding: Axel Mellinger, Central Michigan University via NASA
Blikvangers aan de zuidelijke sterrenhemel
Ga nog niet direct op je hoofd staan, want het onderwerp in dit artikel bevindt zich aan de “onderkant” van de wereldbol, aan de zuidelijke nachthemel.
Voor ons, op het noordelijk halfrond, is de zuidelijke nachthemel een grote onbekende, tenzij men ernaartoe reist of foto’s ervan opzoekt, maar wie het al echt zag zal het wel meteen hebben over de twee opvallende heldere vlekken die we kennen als de Magelhaense Wolken. Dit zijn twee sterrenstelsels die, hoewel goed zichtbaar, geen deel uitmaken van ons Melkwegstelsel, maar er wel omheen draaien. Samen met onze Melkweg en nog vele andere sterrenstelsels vormen zij de Lokale groep van galaxieën die zich onderling tot elkaar verhouden en elkaar beïnvloeden.
Ondanks de grote afstanden tussen de verschillende sterrenstelsels komen ze regelmatig in aanraking met elkaar of slorpen ze door gravitatiekracht sterren en materie van elkaars sterrenstelsel op. Ook in onze Melkweg vindt men sterren of sterrenhopen terug die een andere samenstelling hebben en dus elders gevormd werden. De interactie tussen nabij gelegen sterrenstelsels die deel uitmaken van een lokale groep geeft onderzoekers de gelegenheid om studies te verrichten naar 'botsende' sterrenstelsels en hoe ze mekaar beïnvloeden, of hoe ze in de toekomst zullen evolueren. Ooit zullen de Magelhaense Wolken opgaan in onze Melkweg, die op haar beurt ooit zal samenvloeien met het Andromedastelsel, dat ook onze richting uitkomt.
De Magelhaense Wolken, met het blote oog zichtbaar aan de zuidelijke hemel, bestaan dus uit twee sterrenstelsels, de Grote en Kleine Magelhaense Wolk. Onderling zijn zij verbonden door een stroom van neutraal waterstofgas, de Magelhaense Brug genoemd, waarin zich ook sterren bevinden die uit hun stelsel worden weggetrokken. Tussen de Magelhaense Wolken en de Melkweg vloeit eveneens een stroom van neutraal waterstofgas dat hoofdzakelijk vanuit de Kleine Magelhaense Wolk wordt gestuwd richting Melkweg, dit noemt men de Magelhaense Stroom.
Vorm
De evolutionaire interacties binnen de Lokale groep hadden gedurende miljarden jaren een invloed op de vorm van galaxieën, er zijn bepaalde gelijkenissen, waardoor classificatie mogelijk is. Hiervoor gebruikt men nog altijd het stemvorkdiagram uitgewerkt door de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble, die we natuurlijk kennen van de gelijknamige ruimtetelescoop. Het classificatieschema van Hubble baseert zich op foto’s van sterrenstelsels en onderscheidt vier soorten:
Copyright afbeelding: Creative Commons Public Domain via Wikipedia
- Ellipsvormig: onderverdeeld in een spectrum van E0 tot E7, waarbij E0 bijna cirkelvormig is en E7 breed elliptisch is;
- Lensvormig (S0): heel scherp, een tussenvorm tussen elliptisch en spiraalvorm;
- Spiraalvormig: hier splitst het schema in S en SB; waarbij S de stelsels typeert die aan de buitenkant spiraalarmen hebben en in het centrum een bolvormige opeenhoping van sterren, en SB de stelsels omvat waar centraal een balkstructuur opvalt. Onze Melkweg behoort tot het spiraalvormig SB type;
- Onregelmatige vorm: dit omvat sterrenstelsels die niet onder de drie vorige vormen zijn onder te brengen, ook de Magelhaense Wolken vallen hieronder. Indien de vorm onregelmatig of onduidelijk is, komt dit meestal omdat donkere materie belet om de totale vorm te kunnen onderscheiden.
Samenstelling
Aan de zuidelijke nachthemel heeft men geen verrekijker of telescoop nodig om de goed zichtbare Magelhaense Wolken te zien als een grote groep sterren. De sterrenstelsels bevatten inderdaad miljarden sterren en sterhopen, donkere stofwolken en gasnevels, en door de interactie met nabijgelegen sterrenstelsels vindt men er ook sterren of sterrenhopen die elders ontstonden.
In de Grote Magelhaense Wolk bevindt zich o.a. de Tarantulanevel, een enorm grote emissienevel met hoge stervorming. In de Kleine Magelhaense Wolk neemt men ook stervorming waar, afhankelijk van het omringende gas dat door de sterrenwind wordt weggeblazen kleuren deze gaswolken rood of blauw. Recent werden twee van deze wolken waargenomen door de Very Large Telescope van de ESO in Chili, de ene kleurde rood omdat waterstof de ster omringde, terwijl de andere blauw kleurde door de omringende zuurstofwolk.
Waarnemingen
ESO (European Southern Observatory)
Deze internationale samenwerking van 18 landen neemt de zuidelijke sterrenhemel waar met verschillende in Chili opgestelde telescopen. De krachtige telescopen op de Paranal of ALMA waarnemingslocaties in de Chileense Atacamawoestijn bieden de ideale omstandigheid voor deepsky waarnemingen: geen lichtvervuiling, geen turbulentie en kraakheldere lucht… een succesformule voor spectaculaire beelden en vele boeiende ontdekkingen!
In het kader van het ESO-waarnemingsprogramma VISTA worden een aantal specifieke onderwerpen onderzocht om antwoorden te vinden op de vele vragen van astronomen. Ook de bestudering van de Magelhaense Wolken maakt deel uit van dit programma met het doel de samenstelling ervan vast te leggen.
VISTA – VIRCAM
VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) maakt gebruik van de Very Large Telescope van het Paranal Observatory. Een spiegel van vier meter, bedekt met een heel dunne zilverlaag, vangt het infrarood licht op van sterren diep verscholen achter donkere stofwolken, waarna het wordt doorgestuurd naar de VIRCAM (Vista Infrared Camera), een infraroodcamera die de beelden vastlegt. De talrijk verkregen beelden worden nadien geanalyseerd door astronomen, voor de Magelhaense Wolken is dat aan de universiteit van Padua. Het VISTA-programma werd al een aantal jaren geleden opgestart, maar binnenkort zal een nieuwe generatie instrumenten spectroscopische waarnemingen over een breed waarnemingsgebied mogelijk maken. Dit nieuwe project, 4MOST (4-Metre Multi Object Spectograph Telescope), zal verschillende studies uitvoeren, o.a. ook van de Magelhaense Wolken.
Grote Magelhaense Wolk met de positie van 8 eclipserende dubbelsterren - Copyright: ESO
De ESO schept hoge verwachtingen met haar onderzoeksprogramma’s maar wil zo de Europese inbreng in de astronomie benadrukken.
Ruimtetelescopen
Naast de onderzoeksprogramma’s van de ESO worden de Magelhaense Wolken ook door de Hubble Space Telescope van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA in het vizier genomen. De recent gelanceerde James Webb Space Telescope (NASA) zal met nog meer precisie gedetailleerde beelden van onze dwergsatellieten naar de Aarde sturen, wie weet welke geheimen nog onthuld worden…
Locatie
De Magelhaense Wolken zijn niet alleen mooi om waar te nemen, ze hebben ook een belangrijke functie voor plaatsbepaling.
Onze Aarde draait al miljarden jaren rond een denkbeeldige aardas die door haar middelpunt loopt en de noordpool en zuidpool verbindt. Wanneer men de aardas vanaf het noordelijk halfrond denkbeeldig verlengt tot in de ruimte komt men uit bij onze poolster Polaris, een zwakke ster. Rond deze ster roteren de voor ons zichtbare sterren in tegenwijzerszin en ze is een referentiepunt voor positiebepaling bij waarnemingen of voor zeevaarders…
Als men hetzelfde doet aan de zuidelijke aardas, zou men verwachten ook daar een zuidelijke poolster te vinden, maar dat is niet zo. De ster Sigma Octantis in het Octans sterrenbeeld komt dicht in de buurt, maar ze is echter zo zwak dat men zich daar niet kan op oriënteren. Wel baseert men zich op het goed zichtbare Zuiderkruis (Crux) om de zuidelijke hemelpool te vinden. Wanneer men de verticale lijn van het kruis verlengt komt men uit aan de zuidelijke hemelpool en niet ver daarvan zijn de Magelhaense Wolken, vanwaaruit de zuidpool ook kan worden gevonden, zoals op onderstaande afbeelding te zien is. Rond die zuidelijke hemelpool roteren de voor ons niet zichtbare sterren, maar dan wel in wijzerszin.
Copyright afbeelding: B. Jankuloski Creative Commons via Wikipedia
Naamgeving
Sinds de zestiende eeuw werden de beide zuidelijke satellietstelsels vernoemd naar de Portugese ontdekkingsreiziger Ferdinand Magelhaen (1480-1521) die in opdracht van de Spaanse koning een zeeroute naar Azië zocht vertrekkend in westelijke richting. Hij maakte tijdens zijn zeereis melding van deze heldere wolken aan de zuidelijke sterrenhemel, en na zijn overlijden werden deze wolken als eerbetoon naar hem vernoemd.
Maar eigenlijk werd er al veel eerder melding van gemaakt, net omdat de wolken zo goed zichtbaar zijn. Oude inheemse volken in Afrika en Zuid-Amerika maakten er afbeeldingen van in rotsen en stenen, Perzische astronomen beschreven ze al in boeken en geschriften. Ook in Europa maakten zeevaarders er al aantekeningen over, Europese astronomen die in Zuid-Afrika de zuidelijke hemel bestudeerden vermeldden ze ook al, maar de verwijzing als 'Magelhaense Wolken' wordt uiteindelijk algemeen gebruikt.
De naam van Ferdinand Magelhaen duikt nog op andere plaatsen op, zo herinnert de Straat van Magelhaen aan de zuidelijke doorgang naar de Stille Oceaan die door hem werd ontdekt en werd een in Zuid-Amerika levende pinguinsoort naar hem vernoemd. Maar ook de NASA verbond zijn naam aan een ruimtesonde die in 1989 vanaf het ruimteveer Atlantis in een baan rond Venus werd gebracht om daar gedurende vier jaar beelden te maken van het oppervlak van de planeet. Een jaar later werd de sonde in de hete Venusatmosfeer gestuurd om de missie te beëindigen.
Ferdinand Magelhaen was één van de vele ontdekkingsreizigers die onze Aarde in kaart probeerden te brengen, nu begeleiden de naar hem vernoemde wolken op hun beurt hedendaagse astronomen in hun zoektocht om het universum in kaart te brengen.
Wie weet vinden zij ooit ook een doorgang naar een nieuwe wereld…
Meer weten?
COSMOS - The SAO Encyclopedia of Astronomy | COSMOS (swin.edu.au)
Zon, zee & sterren: sterren (xs4all.nl)
Tekst: Martine De Wit, 20 september 2023