Nieuw onderzoek, onder leiding van promovendus Jiwon Jesse Jan van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, heeft de werkelijke vorm van de diffuse sterrenwolk rond de schijf van ons Melkwegstelsel onthuld.
Decennialang dachten sterrenkundigen dat deze zogeheten stellaire halo min of meer bolvormig was, zoals een strandbal.
Maar uit een nieuw model, gebaseerd op recente waarnemingen, blijkt dat de stellaire halo langwerpig en gekanteld is, zoals een rugbybal die net is weggeschopt (The Astronomical Journal).
De stellaire halo van de Melkweg is het zichtbare deel van de zogeheten galactische halo.
Deze laatste wordt gedomineerd door de onzichtbare donkere materie, die haar bestaan uitsluitend merkbaar maakt via de zwaartekracht die zij uitoefent.
Elk sterrenstelsel heeft zijn eigen halo van donkere materie. Deze halo’s dienen als een soort draagconstructie die de ‘normale’, zichtbare materie in bedwang houdt.
Deze zichtbare materie vormt dan weer sterren en andere waarneembare galactische structuren.
Om meer te weten te komen over galactische halo’s in het algemeen, en de galactische halo en de geschiedenis van ons eigen sterrenstelsel in het bijzonder, is de stellaire halo een goed startpunt.
Het vaststellen van de vorm ervan is echter niet gemakkelijk, om de eenvoudige reden dat wij erin zijn ingebed.
De stellaire halo is nogal diffuus en strekt zich uit tot enkele honderdduizenden lichtjaren boven en onder het schijfvormige deel van ons Melkwegstelsel, waar ons zonnestelsel zich bevindt.
Toch zijn astronomen er de afgelopen jaren in geslaagd duizenden sterren te identificeren die deze ijle halo bevolken.
Ze laten zich van andere Melkwegsterren onderscheiden door hun specifieke chemische samenstelling (gemeten met behulp van spectroscopie) en door hun afstanden en bewegingen aan de hemel.
Op die manier hebben astronomen ontdekt dat de halosterren niet gelijkmatig verdeeld zijn.
Door naar ruimtelijke patronen in de verdeling van sterren te zoeken, zoals opeenhopingen en stromen van sterren, proberen ze erachter te komen hoe de stellaire halo van ons Melkwegstelsel tot stand is gekomen.
Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van twee grote datasets die de afgelopen jaren zijn opgebouwd en waarmee de stellaire halo beter dan ooit in kaart is gebracht.
De eerste set is afkomstig van Gaia, een Europese satelliet die nauwkeurige metingen doet van de posities, bewegingen en afstanden van miljoenen sterren in de Melkweg, waaronder een aantal relatief nabije halosterren.
De tweede dataset is die van H3 (Hectochelle in the Halo at High Resolution) – een onderzoek dat wordt uitgevoerd met de MMT-telescoop van de Fred Lawrence Whipple-sterrenwacht in Arizona.
H3 heeft gedetailleerde waarnemingen verzameld van tienduizenden sterren in de stellaire halo die zich buiten het bereik van Gaia bevinden.
Uit de combinatie van deze gegevens doemt een model van de stellaire halo op dat duidelijk niet bolvormig is.
De gemeten vorm is in overeenstemming met een recente, toonaangevende theorie over de vorming van dit deel van Melkweg.
Volgens deze theorie werd de stellaire halo gevormd toen een klein sterrenstelsel 7 à 10 miljard jaar geleden in botsing kwam met ons veel grotere Melkwegstelsel.
Als gevolg van deze botsing is het dwergstelsel uiteengereten, en hebben zijn sterren zich verspreid over de halo.
Deze gang van zaken verklaart waarom de sterren in de halo zo sterk afwijken van de ‘inheemse’ sterren van de Melkweg.
De resultaten van het onderzoek geven een indicatie van hoe de interactie tussen het binnenkomende dwergstelsel en de Melkweg moet zijn verlopen.
De rugbybal-vorm is een afspiegeling van twee opeenhopingen van sterren in de halo.
Deze opeenhopingen zijn vermoedelijk ontstaan toen het dwergstelsel twee omlopen om de Melkweg maakte.
Daarbij is het stelsel tweemaal afgeremd in het verste punt van zijn omloopbaan, en heeft het daar extra veel sterren achtergelaten.
De kanteling van de halo wijst erop dat het dwergstelsel onder een hoek de Melkweg is binnengekomen.
Hoewel er sinds de botsing enorm veel tijd is verstreken, zouden de sterren in de halo zich inmiddels weer moeten hebben gesetteld in een bolvormige structuur.
Het feit dat dit niet is gebeurd, wijst er volgens de onderzoekers op dat de dominante onderliggende halo van donkere materie (om onduidelijke redenen) ook scheef staat. (EE)
(Image Credit: Credit: Melissa Weiss / Harvard & Smithsonian’s Center for Astrophysics.)
