Het Melkwegstelsel is lang beschouwd als het ideale voorbeeld voor het onderzoek van de evolutie van sterrenstelsels. Maar een drietal nieuwe onderzoeken, mede geleid door wetenschappers van Stanford University (VS), roept de vraag op of de Melkweg wel echt zo representatief is voor andere sterrenstelsels in het heelal (The Astrophysical Journal). Stanford-hoogleraar Risa Wechsler is medeoprichtster van het driedelige onderzoeksprogramma SAGA, dat sterrenstelsels vergelijkt die qua massa op de Melkweg lijken. Na meer dan tien jaar de hemel te hebben afgespeurd, heeft het SAGA-team 101 Melkweg-achtige stelsels weten op te sporen. De resultaten laten zien dat de evolutie van de Melkweg in veel opzichten afwijkt van die van stelsels van vergelijkbare omvang. De Melkweg bestaat uit gewone atomaire materie, zoals waterstof en ijzer. Maar gewone materie maakt slechts ongeveer vijftien procent uit van de materie in het heelal. De overige 85% bestaat uit mysterieuze, onzichtbare donkere materie. Studies tonen aan dat sterrenstelsels zich vormen in enorme structuren van donkere materie die halo’s worden genoemd. Een halo van donkere materie mag dan onzichtbaar zijn, maar met zijn enorme omvang veroorzaakt hij een zwaartekracht die sterk genoeg is om gewone materie uit zijn omgeving aan te trekken, en om te vormen tot sterren en sterrenstelsels. Een belangrijk doel van het SAGA-onderzoek is om te bepalen hoe deze halo’s van donkere materie de ontwikkeling van sterrenstelsel beïnvloeden. Als eerste richtte het SAGA-team zich op galactische satellieten – kleine sterrenstelsels die in banen om veel grotere moederstelsels zoals de Melkweg draaien. Rond ons Melkwegstelsel werden vier van deze begeleiders geteld, waaronder de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk. Vervolgens gingen de wetenschappers op zoek naar satellieten rond andere sterrenstelsels van vergelijkbare massa. Aan de hand van telescoopbeelden vonden ze uiteindelijk 378 satellietstelsels rond 101 Melkweg-achtige moederstelsels. Daarbij stelden de astronomen vast dat het aantal satellieten per moederstelsel varieerde van nul tot dertien. Met vier begeleiders valt ons Melkwegstelsel binnen dit bereik, maar het onderzoek liet ook zien dat moederstelsels met begeleiders ter grootte van de Magelhaense Wolken gemiddeld méér satellieten hebben, terwijl de Melkweg juist minder begeleiders heeft dan vergelijkbare stelsels. In dat opzicht is ons sterrenstelsel dus een buitenbeentje. De tweede SAGA-studie richtte zich op de stervorming in satellietstelsels – een belangrijke maatstaf om te begrijpen hoe sterrenstelsels evolueren. Uit dit onderzoek blijkt dat bij een gemiddeld moederstelsel kleinere satellieten nog steeds sterren vormen, terwijl in het geval van de Melkweg alleen de twee Magelhaense Wolken nog aan stervormig doen. Verder liet het onderzoek zien dat de vorming van nieuwe sterren het vaakst stilvalt in satellietstelsels die zich dichter bij hun moederstelsel bevinden. ‘Nu zitten we met een raadsel,’ zegt Wechsler. ‘Wat heeft ervoor gezorgd dat de stervorming in de kleine satellieten is gestopt? Misschien heeft de Melkweg – in tegenstelling tot het gemiddelde moederstelsel – een unieke combinatie van oudere satellieten die hun stervorming hebben gestaakt en nieuwe, actieve satellieten – de Magelhaense Wolken – die pas vrij recent in de halo van donkere materie van de Melkweg zijn beland. In hun derde studie vergelijken de astronomen de nieuwe gegevens met computersimulaties en roepen ze op tot de ontwikkeling van een nieuw model voor de vorming van sterrenstelsels. Volgens Wechsler is er nog veel werk te doen. (EE) (Image credit: Yao-Yuan Mao/DESI Legacy Surveys Sky Viewer)
