Astronomen hebben de meest gedetailleerde kaart tot nu toe gemaakt van een zogenoemde starburststelsel dat zich op een afstand van 12,4 miljard lichtjaar bevindt.

Een internationaal team van sterrenkundigen heeft met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)-telescoop het starburststelsel COSMOS-AzTEC-1 eens goed onder de loep genomen met een hogere resolutie dan ooit tevoren. Hiermee ontdekten ze geheel nieuwe details en eigenschappen van het sterrenstelsel. De resultaten zijn gepubliceerd in het vakblad Nature.

Lees ook: Mega-sterrenstelsel at kleiner exemplaar op

Flink tempo erin

COSMOS-AzTEC-1 is een zogenoemd starburststelsel dat zich in de eerste miljard jaar na de oerknal heeft gevormd. Astronomen noemen sterrenstelsels als deze monsters vanwege hun enorme omvang. Bovendien vormen de stelsels in een verrassend hoog tempo sterren; duizend keer sneller dan de stervorming die plaatsvindt in onze Melkweg.

Maar waarom zijn ze zo actief? Om die vraag te kunnen beantwoorden, moesten de sterrenkundigen de omgeving rond deze ‘sterrenkinderkamers’ verkennen, en moleculaire wolken (hierin vindt stervorming plaats) gedetailleerd in kaart brengen.

Dat was alleen geen makkie. Ten eerste, omdat het monsterlijke sterrenstelsel 12,4 miljard lichtjaar verwijderd is van onze aarde, waardoor astronomen alleen kunnen zien hoe het zich 12,4 miljard jaar geleden gedroeg. En dankzij die afstand neemt COSMOS-AzTEC-1 slechts een klein stukje lucht in beslag, dus het verkrijgen van een kwaliteitsfoto is moeilijk.

Het evenwicht is zoek

Maar met behulp van de ALMA-telescoop hebben onderzoekers van het National Astronomical Observatory of Japan, de University of Massachusetts Amherst en het Instituto Nacional de Astrofísica in Mexico een goed beeld gekregen (met een tien keer hogere resolutie) van hoe het monsterstelsel eruitziet en hoe het werkt.

Wat de onderzoekers toen ontdekten is dat zich buiten het centrum van het sterrenstelsel twee enorme moleculaire gas- en stofwolken bevinden die erg instabiel zijn. En dat is vreemd, want normaal gesproken zijn deze gaswolken stabiel door het evenwicht tussen de zwaartekracht en de druk van het gas.

Deze balans wordt wel afgewisseld met perioden van meer zwaartekracht en meer druk. Zodra de zwaartekracht de druk overwint, stort de gaswolk ineen en vormt hij in hoog tempo sterren. Vervolgens zorgen sterexplosies aan het einde van de stellaire levenscyclus weer voor een druktoename. Gevolg: het evenwicht is weer hersteld en stervorming blijft in een gematigd tempo doorgaan. In COSMOS-AzTEC-1 is dat evenwicht dus spoorloos, de zwaartekracht heeft de overhand.

Gasvoorraad op

Als het monsterstelsel in dit tempo doorgaat, is het over 100 miljoen jaar door zijn gasvoorraad heen; dat is tien keer sneller dan vergelijkbare starburststelsels. Waarom de gaswolken in dit monsterstelsel zo onstabiel zijn, is de onderzoekers echter (nog) een raadsel.

Toch heeft dit onderzoek al enorm bijgedragen aan het begrip van monsterstelsels. Bovendien wordt van starburststelsels gedacht dat ze de voorouders zijn van de enorme elliptische sterrenstelsels in het hedendaagse universum. Deze nieuwe details helpen dan ook om de vorming en evolutie van dergelijke sterrenstelsels (beter) te begrijpen.

Bronnen: Nature, NINS via EurekAlert!, University of Massachusetts at Amherst via EurekAlert!, Live Science

Beeld: National Astronomical Observatory of Japan

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!