De zwaarste sterrenstelsels in het jonge heelal blijken veel meer kleine sterren te bevatten dan gedacht. Ze zijn daardoor waarschijnlijk ook veel zwaarder dan tot nu toe werd aangenomen.

De eerste sterrenstelsels ontstonden al kort na de oerknal. Sommige daarvan waren verrassend zwaar. Astronomen van onder meer de Universiteit Leiden hebben nu ontdekt dat die zware stelsels veel meer kleine sterren bevatten dan gedacht. Ze waren daardoor waarschijnlijk nog veel zwaarder dan uit eerdere schattingen bleek. De ontdekking dwingt astronomen om hun ideeën over de vorming van de eerste sterrenstelsels opnieuw tegen het licht te houden. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Astronomy.

Lees ook:

• Dit sterrenstelsel bevat amper sterren en bestaat voor 99,9 procent uit donkere materie
• Onderzoekers spotten drie sterrenstelsels die samensmelten

Als huizen tussen wolkenkrabbers

De onderzoekers deden hun ontdekking door met de James Webb Space Telescope (JWST) negen zware sterrenstelsels te bestuderen die hun belangrijkste periode van stervorming al lang achter de rug hebben. Door de gedetailleerde gegevens van JWST te combineren met eerdere waarnemingen van de Very Large Telescope in Chili konden zij voor het eerst bepalen hoeveel kleine sterren zich in zulke verre sterrenstelsels bevinden.

Door te kijken naar kleine variaties in het kleurenspectrum van het licht dat een sterrenstelsel uitstraalt, kunnen astronomen achterhalen welke sterren het stelsel bevat. Maar het spectrum wordt gedomineerd door zware, heldere sterren, waardoor de veel zwakkere kleine sterren moeilijk te herkennen zijn. “Als een sterrenstelsel een stad was, zouden de helderste sterren de wolkenkrabbers zijn die je van veraf meteen ziet”, zegt onderzoeker Chloe Cheng in een persbericht. “Onze modellen laten zien dat achter de helderste sterren nog een veel talrijkere populatie kleine sterren schuilgaat, als huizen tussen de wolkenkrabbers. Daardoor blijkt het sterrenstelsel uiteindelijk veel zwaarder te zijn dan eerdere schattingen lieten zien.”

Astronomen gingen er tot nu toe vanuit dat sterren overal in het heelal in ongeveer dezelfde verhouding werden geboren. Deze nieuwe studie laat nu zien dat de zwaarste sterrenstelsels uit het vroege heelal een groter aandeel lichte sterren bevatten dan minder zware sterrenstelsels, zoals onze eigen Melkweg. Voor één van de onderzochte stelsels bleek dat effect bijzonder groot. Dit sterrenstelsel, dat waarschijnlijk minder dan anderhalf miljard jaar na de oerknal ontstond, was mogelijk vier keer zo zwaar als eerdere schattingen aangaven.

Ook meer planeten?

Volgens de onderzoekers heeft deze ontdekking belangrijke gevolgen voor ons begrip van het jonge heelal en de geboorte van sterrenstelsels. Hoe konden er zo vroeg in de geschiedenis van het heelal al zo veel sterren ontstaan? Vervolgonderzoek moet dat gaan uitwijzen.

“Dit resultaat laat zien dat veel meer massa dan gedacht verborgen zit in kleine sterren”, zegt onderzoeksleider Mariska Kriek. “Dat heeft gevolgen voor allerlei gebieden binnen de sterrenkunde. Omdat veel planeten om kleine sterren draaien, kan het zelfs betekenen dat er in het vroege heelal meer planeten zijn ontstaan dan we tot nu toe aannamen.”

Bronnen: Nature Astronomy, NOVA