Een groep astronomen onder leiding van Khyati Malhan van het Max-Planck-Institut für Astronomie heeft een atlas gemaakt van de diverse samensmeltingen met kleinere sterrenstelsels die ons Melkwegstelsel heeft ondergaan.
Daarbij zijn in totaal zes van deze ‘fusies’ geïdentificeerd, waarvan er één nog onbekend was (Astrophysical Journal).
In artist’s impressions ziet ons Melkwegstelsel eruit als een heldere schijf van sterren, waarvan sommige opvallende spiraalarmen vormen.
Minder opvallend, maar niet minder interessant, is de halo van ons sterrenstelsel: een groot bolvormig complex van voornamelijk zeer oude sterren die de complete schijf omhult.
Deze halo is een soort archief van de interacties die ons Melkwegstelsel met zijn omgeving is aangegaan.
Zo nu en dan komt een kleiner sterrenstelsel zo dicht bij, dat het door de zwaartekracht van het Melkwegstelsel wordt ingevangen.
Het ingevangen stelsel wordt daarbij uit elkaar getrokken tot een langs sliert van sterren en gas die een ‘sterrenstroom’ wordt genoemd.
Deze sterrenstroom blijft binnen de halo zijn rondjes om het Melkwegcentrum draaien, waarbij zijn sterren zich in de loop van de miljarden jaren steeds verder verspreiden.
Ook andere componenten van de kleinere stelsels kunnen in de halo van het Melkwegstelsel bewaard blijven.
Sterrenstelsels bevatten zogeheten bolvormige sterrenhopen: compacte clusters van doorgaans oudere sterren die door hun eigen onderlinge zwaartekracht bijeen blijven.
Ook verkeren sterrenstelsels vaak in het gezelschap van kleine satellietstelsels.
Bij een fusie met ons Melkwegstelsel belanden waarschijnlijk ook deze componenten in de halo.
Bij hun nieuwe onderzoek hebben Malhan en zijn collega’s al dit soort ‘brokstukken’ in de Melkwegstelsel in kaart gebracht.
Dat heeft geresulteerd in een ‘fusie-atlas’ die laat zien welke van deze objecten bij specifieke fusies hebben gehoord.
De analyse is gebaseerd op gegevens van de Europese Gaia-satelliet, die uiterst nauwkeurige metingen doet van de posities en snelheden van sterren.
Door middel van een systematische analyse van 257 sterrenstromen, bolvormige sterrenhopen en satellietstelsels, hebben de astronomen kunnen vaststellen welke objecten in de Melkweghalo oorspronkelijk deel hebben uitgemaakt van een en hetzelfde (opgeslokte) sterrenstelsel, en dus van hetzelfde fusieproces.
Uiteindelijk konden zo 62 van de objecten aan zes verschillende fusies worden toegeschreven.
Vijf daarvan, aangeduid als Sagittarius, Cetus, Gaia-Enceladus, LMS-1/Wukong en Arjuna/Sequoia/I’itoi, waren al bekend.
Maar er zaten ook restanten bij van een nog onbekende fusie, die nu de naam Pontus heeft gekregen.
De analyse leverde tevens nieuwe gegevens op over de LMS-1/Wukong-fusie.
Gebleken is dat drie al eerder bekende sterrenstromen deel uitmaken van deze fusie. Interessant is dat dit de meest ‘metaalarme’ stromen zijn in de Melkweghalo.
In astronomische context worden alle elementen zwaarder dan waterstof en helium ‘metalen’ genoemd.
Als een opgeslokt sterrenstelsel weinig van deze zwaardere elementen bevatte, wijst dat erop dat het heel vroeg in de kosmische geschiedenis is ontstaan.
Over de overige 195 objecten die bij het onderzoek zijn opgespoord is nog weinig concreets bekend, maar het zouden overblijfselen kunnen zijn van zeer kleine opgeslokte sterrenstelsels.
Ook staat nog niet vast in welke volgorde de diverse fusies hebben plaatsgevonden. Dat hopen de astronomen te kunnen uitpuzzelen met behulp van computersimulaties. (EE)
(Image Credit: S. Payne-Wardenaar/K. Malhan, MPIA)
