Een internationaal team van sterrenkundigen heeft negen sterrenstelsels in het vroege heelal ontdekt die 200 miljard maal zo zwaar zijn als de zon, maar een afmeting hebben van slechts 5000 lichtjaar. Ze zijn daarmee vele malen kleiner dan sterrenstelsels in het huidige heelal, maar bevatten dezelfde hoeveelheid sterren. Elk van de stelsels zou in de ‘centrale verdikking’ van onze Melkweg passen. De resultaten van het team, met onder anderen de Leidse astronoom Franx, zijn op 10 april verschenen in The Astrophysical Journal.
De astronomen bestudeerden de negen sterrenstelsels met behulp van de Hubble Space Telescope (HST) en de 10-meter W.M. Keck Telescoop op Mauna Kea, Hawaii, zoals ze er 11 miljard jaar geleden uitzagen, toen het heelal minder dan 3 miljard jaar oud was. "Het is een raadsel dat deze stelsels zo klein zijn", zegt Peter van Dokkum (Universiteit van Yale). "Deze stelsels moeten sterk veranderen met de tijd, en minstens vijf maal zo groot worden.”
De sterrenkundigen gebruikten de NICMOS-camera op de HST. Deze camera kan uiterst scherpe opnames maken doordat hij geen last heeft van de aardse atmosfeer. De Keck Telescoop is uitgerust met een krachtige laser die wordt gebruikt om de trillingen van de atmosfeer te meten en te corrigeren. "De stelsels zijn zo klein, dat alleen deze faciliteiten de afmetingen betrouwbaar konden meten", zo licht Marijn Franx, hoogleraar sterrenkunde aan de Universiteit van Leiden, toe. De sterrenstelsels werden eerder bestudeerd met de Gemini-telescoop. Deze waarnemingen bevestigden de grote afstand van de stelsels, en lieten zien dat ze ruwweg een miljard jaar oud zijn en maar weinig stervorming vertonen. "Het Hubble Deep Field toonde al aan dat stervormende sterrenstelsels klein zijn, maar dat betrof sterrenstelsels met een kleine massa, minder dan de massa van onze Melkweg. Ons onderzoek laat nu zien dat de oude sterrenstelsels in het verleden een massa hadden zoals die van de Melkweg, of groter, maar een afmeting die veel kleiner was", aldus Van Dokkum.
Zware, kleine sterrenstelsels komen veel voor in het vroege heelal, maar in het nabije heelal nauwelijks. “Botsingen tussen sterrenstelsels kunnen ervoor zorgen dat de sterrenstelsels groter worden, maar ook massiever”, zo licht Franx toe. “Bovendien kan gas invallen, wat de stelsels groter maakt. Uiteindelijk komt het toch nog goed met de ‘body mass index’ van deze sterrenstelsels.” De huidige theorieën voorspellen, paradoxaal genoeg, dat de kleine stelsels ook ontstaan in botsingen, maar dan botsingen van sterrenstelsels die voornamelijk uit gas en donkere materie bestaan, en niet uit sterren. "In dergelijke sterrenstelsels kan het gas zeer snel naar het centrum stromen, en daar sterren vormen. De afmetingen kunnen zeer klein zijn als gevolg van die stromingen”, aldus Franx en Van Dokkum.
Astronomen vinden babystelsels met overgewicht
