Utrechtse en Amsterdamse astronomen hebben met behulp van computersimulaties een verklaring gevonden voor het feit dat in onze Melkweg vrijwel geen sterhopen voorkomen die ouder zijn dan een miljard jaar. Daarmee hebben zij een sterrenkundig probleem opgelost dat al in de jaren vijftig werd gesignaleerd door de Leidse prof. Oort, maar waarvoor nooit een afdoende verklaring werd gevonden. De bevindingen van prof. Henny Lamers en drs. Mark Gieles van de Universiteit Utrecht en dr. Simon Portegies Zwart van de Universiteit van Amsterdam worden deze maand gepubliceerd in de wetenschappelijke tijdschriften ‘Astronomy & Astrophysics’ en ‘Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’.
Bijna alle sterren in het heelal worden gevormd in sterhopen. Duizenden tot soms wel miljoenen sterren bevinden zich in een volume van enkele lichtjaren in doorsnede en worden bijeengehouden door de onderlinge zwaartekracht van de individuele sterren. Deze sterhopen zijn van onschatbare waarde voor het bestuderen van de evolutie van sterren en het bepalen van afstanden. De Pleiaden, in het sterrenbeeld Stier, vormen een sterhoop in ons melkwegstelsel die met het blote oog zichtbaar is.
Er zijn allerlei effecten die ervoor zorgen dat sterhopen geen oneindig leven is beschoren. Lamers, Gieles en Portegies Zwart hebben vier effecten bestudeerd die elk bijdragen aan het verlies van sterren uit sterhopen. De afzonderlijke effecten geven geen voldoende verklaring voor het relatief korte leven van sterhopen dat is waargenomen in ons sterrenstelsel. Door alle effecten te combineren konden ze voorspellen hoeveel sterhopen we kunnen verwachten als functie van leeftijd. Deze voorspelling komt uiterst nauwkeurig overeen met de waargenomen leeftijdsverdeling van sterhopen in de zonsomgeving.
Met behulp van computermodellen, waarin de banen van alle sterren nauwkeurig worden berekend, hebben de sterrenkundigen uitgerekend hoeveel sterren een sterhoop verliest in de loop van de tijd. De effecten waarnaar zij hebben gekeken zijn: de evolutie van individuele sterren (ontploffen van zware sterren), verdamping van de sterhoop (veroorzaakt door sterren die elkaar uit de sterhoop slingeren) en ‘schokken’ door ontmoetingen met spiraalarmen en zware molecuulwolken.
De modellen tonen aan dat alleen de allerzwaarste sterhopen in onze Melkweg overleven en een leeftijd kunnen bereiken van meer dan een miljard jaar. Sterhopen met lage massa’s, waarvan er veel zijn, zijn voor die tijd al verwoest door de combinatie van de genoemde effecten. Dit verklaart waarom maar een klein percentage van alle sterren in de Melkweg zich op dit moment in sterhopen bevindt, terwijl ze bijna allemaal in een sterhoop worden gevormd.
Inzicht in de levensloop van sterhopen is belangrijk om de evolutie van melkwegstelsels te begrijpen. “Bijna alle sterren worden in sterhopen gevormd en ze kunnen door hun hoge concentratie van sterren tot op grote afstand worden waargenomen”, vertelt Gieles. “Waarnemingen van sterhopen in andere melkwegstelsels kunnen ons inzicht verschaffen in de vorming en evolutie van die melkwegstelsels. Maar daarvoor is het van cruciaal belang dat we eerst begrijpen hoe die sterhopen evolueren”, aldus Gieles.
Simulatie van een botsing tussen een sterhoop en een zware molecuulwolk
Levensloop sterhopen in Melkweg verklaard
