Nieuwe waarnemingen, gedaan met ESO’s Very Large Telescope, leveren een belangrijke bijdrage aan onze kennis van de groei van jonge sterrenstelsels. Bij de grootste survey in zijn soort hebben astronomen ontdekt dat sterrenstelsels tijdens hun tienerjaren – de periode van ongeveer 3 tot 5 miljard jaar na de oerknal – hun eetgewoonten hebben veranderd. Aan het begin van die periode gaven zij de voorkeur aan een gelijkmatige aanvoer van gas, maar hun latere groei is voornamelijk te danken aan het kannibaliseren van kleinere stelsels.
Astronomen weten al een tijdje dat de eerste sterrenstelsels veel kleiner waren dan de indrukwekkende spiraalvormige en elliptische stelsels die het huidige heelal bevolken. In de loop van de kosmische geschiedenis zijn sterrenstelsels enorm veel zwaarder geworden, maar de aard van hun ‘voedsel’ en eetgewoonten is nog steeds een raadsel. Een nieuwe survey van zorgvuldig geselecteerde sterrenstelsels richtte zich op hun tienerjaren – ruwweg de periode van 3 tot 5 miljard jaar na de oerknal.
Met behulp van geavanceerde instrumenten van ESO’s Very Large Telescope probeert een internationaal team te ontrafelen wat er precies is gebeurd. In meer dan honderd uur waarnemingstijd heeft het team de tot nu toe grootste verzameling gegevens van gasrijke sterrenstelsels in dit vroege ontwikkelingsstadium opgebouwd.
"Twee manieren voor de groei van sterrenstelsels concurreren met elkaar: de hevige samensmeltingen waarbij grote stelsels kleinere soortgenoten opeten en de continue aanvoer van gas naar sterrenstelsels. Beide kunnen tot de vorming van veel nieuwe sterren leiden", legt onderzoeksleider Thierry Contini (IRAP, Toulouse, Frankrijk) uit.
De nieuwe resultaten wijzen erop dat toen het heelal 3 tot 5 miljard jaar oud was de evolutie van sterrenstelsels sterk veranderde. De gelijkmatige aanvoer van gas lijkt de belangrijkste factor te zijn geweest bij de vorming van sterrenstelsels in het zeer jonge heelal. Pas later nam het belang van samensmeltingen toe.
"Om te begrijpen hoe sterrenstelsels zijn gegroeid en geëvolueerd, moeten we hen zo gedetailleerd mogelijk bekijken. Het SINFONI-instrument van ESO’s VLT is een van de krachtigste hulpmiddelen ter wereld voor de ontleding van jonge, verre sterrenstelsels. Het is wat een microscoop is voor een bioloog", vult Contini aan.
Verre sterrenstelsels zoals die in de survey zijn slechts piepkleine vlekjes aan de hemel. De hoge beeldkwaliteit van de combinatie VLT-SINFONI stelt astronomen echter in staat om in kaart te brengen hoe de verschillende delen van de stelsels bewegen en waar zij uit bestaan. Dat heeft enkele verrassingen opgeleverd.
"Voor mij was de ontdekking van veel stelsels waarvan het gas niet roteert de grootste verrassing. Zulke stelsels zijn in het nabije heelal niet aangetroffen. En geen van de bestaande theorieën voorspelt deze objecten", zegt teamlid Benoît Epinat (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, CNRS & Université d'Aix-Marseille, Frankrijk).
"Ook hadden we niet verwacht dat zoveel jonge stelsels in de survey concentraties van zwaardere elementen in hun buitendelen zouden hebben – dat is precies het tegenovergestelde van wat we in de huidige stelsels zien", aldus Thierry Contini.
Het team is nog maar net begonnen met het uitwerken van hun rijke verzameling waarnemingen. De astronomen zijn ook van plan om de sterrenstelsels met toekomstige instrumenten van de VLT te bestuderen, en om met ALMA het koude gas in deze stelsels te onderzoeken. In de nog verdere toekomst is de European Extremely Large Telescope bij uitstek geschikt om met dit soort onderzoek nog dieper in het vroege heelal door te dringen.
Meer afbeeldingen en een video op de ESO-website
Puberende sterrenstelsels waren kannibalen
