Fossiel sterrenstelsel middenin Melkweg ontdekt

Astrid Kromhout

2020-11-25 09:00:00

Melkweg vanaf de aarde met fossiel stelsel Heracles

In het centrum van ons melkwegstelsel hebben astronomen restanten van een oeroude botsing met een ander sterrenstelsel gevonden.

Onze Melkweg is een vrij ‘gemiddeld’ spiraalvormig sterrenstelsel tussen zijn ruim 100 miljard soortgenoten in het heelal. Toch vonden astronomen onlangs restanten van een roerig verleden. Sterrenstelsels ontstaan door fusies met andere sterrenstelsels en dat hoeven niet zulke gewelddadige gebeurtenissen te zijn. Maar in de jeugd van de Melkweg is het er nogal heftig aan toe gegaan, blijkt nu.

Lees ook:

Hart van de Melkweg

Tien miljard jaar geleden botste een sterrenstelsel met groot geweld op ons relatief jonge Melkwegstelsel. Dat concluderen onderzoekers van de Liverpool John Moores-universiteit na waarnemingen met de Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE). Dit instrument gebruikt infraroodstraling om in het hart van de Melkweg te kunnen kijken. Het licht uit het zichtbare spectrum wordt daar verduisterd door grote, dichte wolken stof. 

Melkweg van boven met fossiel sterrenstelsel Heracles
Artist’s impression van de Melkweg gezien van bovenaf. De gekleurde ringen geven het fossiele sterrenstelsel Heracles aan, de gele stip is de zon. Credit: Danny Horta-Darrington (Liverpool John Moores University), NASA/JPL-Caltech, en de SDSS.

Met die infraroodkijker vonden de astronomen een paar honderd sterren waarvan de chemische samenstelling en de snelheid opvallend afweken van die van de oorspronkelijke Melkwegsterren. “Deze sterren zijn zó anders dat ze wel van een ander sterrenstelsel moeten zijn”, zegt onderzoeksleider Danny Horta. Om die paar honderd te vinden, bekeken hij en zijn team wel tienduizenden sterren. “Naalden in een hooiberg”, volgens Horta. 

Botsing met grof geweld

Dat die exotische sterren zich bevinden in het centrum van de Melkweg betekent dat ze daar zeer lang geleden terecht zijn gekomen. Zo’n spiraalvormig stelsel als het onze is ontstaan door fusies met allerlei andere stelsels en het wordt van binnen naar buiten toe opgebouwd. De restanten van zo’n botsing vind je dan ook juist in de bolvormige verzameling sterren die de Melkweg omgeeft, de halo genoemd. Het is een enorme, ‘dunbevolkte’ wolk met sterren die afkomstig zijn van oudere sterrenstelsels. 

Uw cookieinstellingen laten het tonen van deze content niet toe. De volgende cookies zijn nodig: Marketing. Wijzig uw instellingen om deze content te zien.
Computersimulatie van het ontstaan van een sterrenstelsel zoals de Melkweg, fastforward vanaf 13 miljard jaar geleden tot nu. Het sterrenstelsel groeit terwijl vele kleine sterrenstelsels ermee fuseren. Heracles lijkt op een van de kleinere stelsels die in het begin met de Melkweg fuseerden. Credit: Ted Mackereth gebaseerd op de EAGLE simulaties.

De onderzoekers schatten dat maar liefst een derde van de massa van die halo bestaat uit resten van dit fossiele sterrenstelsel, dat ze Heracles hebben genoemd. Dat betekent dat de botsing met grof geweld gepaard ging. 

Fossiel stelsel

De leeftijd van het Melkwegstelsel wordt geschat op circa 13,2 tot 13,4 miljard jaar (het heelal is naar schatting 13,8 jaar oud). Omdat de oeroude exotische sterren in de kern van de Melkweg zijn gevonden, berekenden de onderzoekers dat de botsing zo’n tien miljard jaar geleden moet hebben plaatsgevonden. Fossiele resten van Heracles zitten dus diep begraven in het hart van onze Melkweg. 

Melkweg vanaf de aarde met fossiel stelsel Heracles
Hemelsbreed beeld van de sterren in de Melkweg, gezien vanaf de aarde. De gekleurde ringen geven ongeveer aan tot waar de sterren uit het fossiele sterrenstelsel Heracles komen. Credit: Danny Horta-Darrington (Liverpool John Moores University), ESA/Gaia, en de SDSS.

Komt dit verhaal je bekend voor? Dat kan, want in 2018 vonden Groningse astronomen met gegevens van de GAIA-satelliet ook al zo’n fossiel stelsel. Toch is dat een ander sterrenstelsel, genaamd Gaia-Enceladus/Sausage system (GE/S). Volgens deze onderzoekers is ‘hun’ Heracles wel twee keer zo groot.

Kanttekeningen

Astronoom Helmer Koppelman was betrokken bij het onderzoek aan Gaia-Enceladus. Hij plaatst een kanttekening bij die claim: “Het is erg lastig om te bepalen wat de massa is geweest van beide stelsels. Ook de berekeningen van de massa van GE/S lopen uiteen, de een komt uit op tien keer groter dan de ander. Aan de hand van theorie verwachten we wel dat overblijfselen van stelsels in het centrum van de Melkweg afkomstig zijn van zwaardere en grotere stelsels dan die in de buitenste delen van de Melkweg.” 

Koppelman vindt het een interessant artikel, maar niet volledig overtuigend. “Waar de auteurs moeite mee hebben is het onderscheiden van de verschillende onderdelen in het centrum van de Melkweg”, schrijft hij. Hij benadrukt dat sterren die in de Melkweg zijn gevormd erg lijken op sterren die van buitenaf komen. “Het is knap dat het de auteurs toch is gelukt om een dataset van sterren te krijgen in dit deel van de Melkweg. Maar dit maakt het ook lastig om de resultaten te vergelijken met andere studies.” 

Anthony Brown, docent sterrenkunde aan de Universiteit Leiden, vindt de resultaten er heel interessant uitzien. “Als dit inderdaad een apart sterrenstelsel is, dat is ‘ingevallen’ in de kern van de Melkweg, dan is dit wel een bijzondere ontdekking”, schrijft hij.

Het eerder ontdekte Gaia-Enceladus stelsel maakte volgens hem een kwart uit van de massa van de Melkweg. “Dat zou betekenen dat er twee forse fusies waren in relatief korte tijd. Maar het is niet makkelijk om te zien of fossiele resten van een of meerdere sterrenstelsels afkomstig zijn. Het zouden dus ook restanten van hetzelfde ingevallen sterrenstelsel kunnen zijn. Dit is onderzoek dat zeker nog vervolgd gaat worden.” 

Een ding is zeker: ons eigen ‘buurtje’ in het heelal had een onstuimige start.

Bronnen: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, NewAtlas, Sloan Digital Sky Survey

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Filmpjes

KIJK Zomernummer

Haal deze extra dikke editie nu in huis!