How big is Karrenwielstelsel?

Het Karrenwielstelsel is een ringvormig sterrenstelsel in het sterrenbeeld Beeldhouwer, op ongeveer 400 tot 500 miljoen lichtjaar van de Aarde. Een lichtjaar is de afstand die licht in één jaar aflegt, ongeveer 9,46 biljoen kilometer. De buitenste ring van jonge sterren van het sterrenstelsel is op het breedste punt ongeveer 140.000 tot 150.000 lichtjaar breed, ongeveer anderhalf keer zo breed als de schijf van de Melkweg. De ring is ontstaan nadat een kleiner sterrenstelsel dwars door het Karrenwielstelsel heen botste.

Grootte

Het Karrenwielstelsel heeft twee ringen: een heldere binnenring rond de kern en een kleurrijke buitenring die ongeveer vier keer zo breed is. De buitenring is geen perfecte cirkel. Een studie uit 2020 beschrijft de buitenring als een ovaal van ongeveer 150.000 lichtjaar lang en 110.000 lichtjaar breed, met het middelpunt ongeveer 21.000 lichtjaar aan één kant van de kern van het sterrenstelsel.

Vanaf de Aarde gezien is de buitenring maar ongeveer 72 boogseconden breed, ongeveer een zesentwintigste van de breedte van de volle Maan. Een boogseconde is 1/3.600 van een graad. Om die hoek om te rekenen naar een werkelijke grootte is de afstand van het sterrenstelsel nodig. Die berekenen astronomen uit hoe snel het uitdijende heelal het sterrenstelsel van de Aarde wegvoert. Studies uit 2020 en 2023, die licht verschillende afstanden gebruikten, komen voor de ring op zijn breedst uit op respectievelijk ongeveer 150.000 en 144.000 lichtjaar.

Groottevergelijkingen

De buitenring is ongeveer 1,5 keer zo breed als de ongeveer 100.000 lichtjaar brede schijf van de Melkweg.
Het Windmolenstelsel, een van de eerstvolgende grotere objecten in de verkenner, is ongeveer 1,2 keer zo breed als de buitenring van het Karrenwielstelsel.
Als de buitenring werd verkleind tot de breedte van een basketbal, 24 centimeter, zou de schijf van de Melkweg ongeveer 16 centimeter breed zijn.
Op die schaal zou de binnenring ongeveer 6 centimeter breed zijn.

Hoe de ring ontstond

Het Karrenwielstelsel was waarschijnlijk ooit een gewoon spiraalstelsel zoals de Melkweg. Toen boorde een kleiner sterrenstelsel zich met hoge snelheid door het stelsel heen. De botsing stuurde twee ringen vanuit het centrum naar buiten, als rimpels in een vijver nadat er een steen in is gegooid. Ringstelsels als dit komen minder vaak voor dan spiraalstelsels.

De buitenring dijt al ongeveer 440 miljoen jaar uit. Onder het uitdijen ploegt de ring door het gas eromheen en zet hij de geboorte van nieuwe sterren in gang. Een studie uit 2020 vond in het centrum van het Karrenwielstelsel een balk van sterren die de botsing heeft overleefd, een teken dat het sterrenstelsel die balk al voor de botsing had.

Sterren en röntgenstraling in de ring

Een studie uit 2024 vond dat de buitenring grotendeels bestaat uit sterren die in de afgelopen 400 miljoen jaar zijn gevormd. De ring bevat miljoenen heldere jonge sterren. De zwaarste daarvan exploderen als supernova's, explosies die de dood van een zware ster markeren, en laten zwarte gaten en neutronensterren achter, de ingestorte kernen die overblijven. Sommige hiervan trekken materie van een begeleidende ster naar zich toe en schijnen fel in röntgenstraling.

Het Karrenwielstelsel heeft ongewoon veel van deze röntgenbronnen, omdat zich in de ring zoveel zware sterren hebben gevormd. Infraroodopnamen van de James Webb-ruimtetelescoop laten ook gebieden zien die rijk zijn aan silicaatstof, zoals veel van het stof op aarde, en aan koolwaterstoffen, verbindingen van waterstof en koolstof. Deze gebieden vormen spaken tussen de ringen.