Grote fusie vormde jonge Melkweg

De oudste delen van de Melkweg zijn mede gevormd door een fusie met een ander sterrenstelsel, ontdekten sterrenkundigen onder leiding van RUG-hoogleraar Amina Helmi. Ze beschrijven hun vondst in het gerenommeerde tijdschrift Nature.
Door Thereza Langeler

De gigantische samensmelting moet zo’n 10 miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden. Het grootste deel van de sterren in de halo van de Melkweg is afkomstig uit dat andere stelsel. Dat stelsel gaf ook vorm aan de dikke schijf van de Melkweg.

Helmi en haar internationale team ontdekten de fusie dankzij gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop. Gaia werd in 2013 door de European Space Agency gelanceerd om een nauwkeurige driedimensionale kaart van de Melkweg te maken.

Gaia heeft tot nog toe twee sets data opgeleverd. De tweede set is gepubliceerd in april van dit jaar en vormt een schat aan informatie voor astronomen. Helmi en haar team gebruiken die gegevens om te proberen te achterhalen hoe de Melkweg ooit ontstond.

Slechts één fusie

Dat dat het gevolg moet zijn geweest van fusies van meerdere kleinere stelsels, weten astronomen al een tijd. De vraag was of het ging om heel veel kleine fusies, of een paar grote. Helmi zocht naar sporen van dat soort fusies in de halo van de Melkweg: een soort bolvormige ruimte om het stelsel heen, waar zich veel sterren bevinden.

‘We verwachtten sterren afkomstig van fusies vooral in de halo’, zegt Helmi. ‘Maar wat we niet verwacht hadden, was dat verreweg de meeste sterren in de halo afkomstig waren van slechts één zeer grote fusie.’

Toch was dat precies wat ze ontdekte. Helmi analyseerde de chemische samenstelling van sterren in de halo, hun vingerafdruk, zeg maar. Bij een grote groep sterren was die vingerafdruk anders dan bij sterren die in de Melkweg waren ontstaan. ‘En ze vormen een tamelijk homogene groep, wat wijst op een gemeenschappelijke afkomst.’

Opgeschud en opgeblazen

Eén sterrenstelsel, dus, waarmee de Melkweg tien miljard jaar geleden samensmolt. De onderzoekers hebben dat andere stelsel Gaia-Enceladus gedoopt, naar de reus Enceladus die in de Griekste mythologie een kind was van aardgodin Gaia en hemelgod Uranus.

Gaia-Enceladus leverde niet alleen sterren in de halo aan, maar beïnvloedde ook de vorm van de Melkweg binnen die halo. ‘In wat we nu de “dikke schijf” van de Melkweg noemen, zijn de jongste sterren afkomstig van Gaia-Enceladus jonger dan de oorspronkelijke Melkwegsterren’, vertelt Helmi. ‘Dit betekent dat er ten tijde van de fusie al een voorloper van de dikke schijf aanwezig was en dat Gaia-Enceladus, door zijn grootte, die schijf heeft opgeschud en opgeblazen.’

Wonderlijk genoeg had Helmi een fusie zoals deze al eens gezien. Tien jaar geleden maakte één van haar promovendi een simulatie waarin een groot schijfvormig sterrenstelsel met de jonge Melkweg samensmolt. Gevolg: een verdeling van sterren uit beide stelsels die sterk overeenkomt met de gegevens van de Gaiamissie. Helmi: ‘Het was een geweldige ervaring om naar die nieuwe data te kijken en me te realiseren dat ik dit al eerder had gezien!’

Hier kun je de simulatie zelf bekijken. Credits: H.H. Koppelman, A. Villalobos, A. Helmi (Rijksuniversiteit Groningen).

English

31 October 2018 | 1-11-2018, 9:17