De grootste sterrenstelsels in ons heelal halen 'voedsel' uit kosmische oceanen van koud gas en groeien zo nog verder. Dat vermoedt een internationaal team van wetenschappers met daarin twee Leidse sterrenkundigen op basis van uitgebreide waarnemingen aan het Spinnenwebstelsel. De astronomen publiceren hun bevindingen vrijdag in het wetenschappelijke tijdschrift Science.
Een internationaal team van astronomen, onder wie George Miley en Huub Röttgering van de Universiteit Leiden, richtten radiotelescopen in Australië en de Verenigde Staten op het Spinnenwebstelsel. Dat is een enorm sterrenstelsel op ongeveer tien miljard lichtjaar van onze Melkweg. Het enorme sterrenstelsel bevindt zich in het centrum van een cluster van honderden sterrenstelsels en lijkt nog steeds te groeien.
Sterrenstelsels als vliegjes in een web
Tot hun verrassing ontdekten de astronomen dat het supersterrenstelsel zich wentelt in een kosmische wolk van zeer koud gas. Het koude gas bestaat voor het grootste deel uit waterstofmoleculen, het basismateriaal waaruit sterren en sterrenstelsels worden gevormd. De enorme gaswolk bevat ongeveer honderd miljard keer zoveel massa als onze zon. Er lijkt dus genoeg gas aanwezig om veel sterren te vormen.
Tot nu toe dachten wetenschappers dat superstelsels ontstaan doordat kleine sterrenstelsels samensmelten. Overigens komt daar de naam Spinnenwebstelsel ook vandaan. De kleine sterrenstelsels zijn verspreid als vliegjes in een spinnenweb. Nu lijkt het er daarnaast op dat dit superstelsel zich voedt met een enorme gaswolk.
Nederlander in Spanje
De Nederlander Bjorn Emonts (nu werkzaam bij het Centro de Astrobiología in Spanje) is eerste auteur van het artikel. "We hadden verwacht dat de supersterrenstelsels in het verre, vroege heelal net zo zouden vormen als de samensmeltende sterrenstelsels in het nabije heelal, maar het blijkt dus anders te gaan."
Het koude kosmische gas in de enorme gaswolk is ongeveer min 200 graden Celsius. Dat is veel kouder dan was berekend op basis van het oude idee van samensmeltende sterrenstelsels. Die samensmeltende stelsels zouden de boel namelijk flink opwarmen.
Het vermoeden van de astronomen levert ook een verklaring voor het feit dat niet alleen in het centrum miljarden jonge sterren ontstaan, maar in het hele Spinnenwebstelsel.
Ontdekker van het Spinnenwebstelsel
Coauteur George Miley ontdekte het Spinnenwebstelsel zo'n twintig jaar geleden. Daarna bekeek zijn team het stelsel in 2006 met de Hubble Ruimtetelescoop en in 2014 met de APEX-telescoop. Nu komen daar dus de waarnemingen met de radiotelescopen bij. Volgens Miley is het Spinnenwebstelsel een fantastisch laboratorium waarmee wetenschappers de geboorteweeën van spectaculaire supersterrenstelsels in het hart van clusters kunnen volgen. "Dit prachtige stelsel blijft me verbazen. We gaan nu eigenlijk pas enigszins begrijpen hoe de grootste sterrenstelsels in ons heelal ontstaan."
Waar het koude gas vandaan komt, is overigens nog een raadsel. De onderzoekers vermoeden dat het van eerdere, al gestorven sterren komt. Naast waterstof is er in de gaswolk namelijk ook koolmonoxide aanwezig. Dat is een restproduct van vergane sterren. Om meer te weten te komen over die eerdere sterren, willen de onderzoekers dieper het heelal in kijken met een nieuwe generatie telescopen die nu in aanbouw is.
Artikel
"Molecular Gas in the Halo Fuels the Growth of a Massive Cluster Galaxy at High Redshift." Door: B.H.C. Emonts, M.D. Lehnert, M. Villar-Martín, R.P. Norris, R.D. Ekers, G.A. van Moorsel, H. Dannerbauer, L. Pentericci, G.K. Miley, J.R. Allison, P. Guillard, E.M. Sadler, C.L. Carilli, M.Y. Mao, H.J.A. Röttgering, C. De Breuck, N. Seymour, B. Gullberg, D. Ceverino1, P. Jagannathan, J. Vernet, B.T. Indermuehle. In: Science, 2 december 2016. http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aag0512
Reuzensterrenstelsels groeien vanuit koude kosmische oceanen
