Rijks Universiteit Groningen


nummer 81

14 juni 1999

Grote sterrenstelsels ontstonden door samensmelting uit kleinere

KOSMISCHE KETTINGBOTSING ONTDEKT

Acht miljard jaar geleden, toen het heelal nog ‘maar’ zes miljard jaar oud was, deden zich veel botsingen voor tussen sterrenstelsels. Dat hebben twee Nederlandse astronomen, drs. Peter van Dokkum en prof.dr. Marijn Franx, ontdekt in samenwerking met Amerikaanse collega’s. De ontdekking vormt direct bewijs voor de theorie dat grote sterrenstelsels zijn ontstaan door samensmeltingen van kleinere. Van Dokkum stelde verder vast dat de sterren uit die stelsels niet zijn ontstaan tijdens de botsingen. Hij promoveert op 21 juni 1999 aan de Rijksuniversiteit Groningen.

Met de Hubble Space Telescope bestudeerden sterrenkundigen een grote groep zeer ver weg staande sterrenstelsels. Peter van Dokkum: "Botsingen tussen sterrenstelsels doen zich vooral voor aan de buitenkant van dit cluster, een van de redenen waardoor ze tot nu toe aan de aandacht van wetenschappers zijn ontsnapt". De onderzoekers maakten een groot mozaïek van zes afbeeldingen van de Hubble-telescoop van het cluster. "Daardoor konden we veel meer sterrenstelsels bestuderen dan tot nu toe mogelijk was," zegt Van Dokkum. "Maar liefst zeventien procent van de sterrenstelsels in het cluster bestaat uit ‘wrakken’ van zojuist gebotste stelsels of uit paren van botsende stelsels. Een soort kosmische kettingbotsing dus."

Tijdmachine

De promovendus gebruikte de W.M. Keck telescoop op Hawaii, de grootste telescoop op aarde, om vast te stellen dat de botsende sterrenstelsels inderdaad deel uitmaken van het cluster en er niet ver voor of achter staan. In het nabije heelal komen botsingen nauwelijks nog voor. Ver weg kijken in het heelal betekent eigenlijk terugkijken in de tijd. Van Dokkum: "Een telescoop is eigenlijk een tijdmachine, omdat het licht van de bestudeerde clusters er zo'n acht miljard jaar over heeft gedaan ons te bereiken. Je kunt de ontstaansgeschiedenis van sterrenstelsels volgen door stelsels op verschillende afstanden met elkaar te vergelijken."

Vervormingen

"Op de opnames zien we in de meeste gevallen twee sterrenstelsels zeer dicht bij elkaar staan," zegt de promovendus. Door de onderlinge zwaartekrachtwerking verliezen de beide stelsels hun vorm. Deze vervormingen zijn in veel gevallen te zien in stromen van sterren die uit de stelsels getrokken worden. Het resultaat van de samensmelting of botsing is een grote bal sterren, een zogeheten elliptisch sterrenstelsel. Dat de sterrenstelsels botsen wil niet zeggen dat de sterren zelf ook botsen. De afstanden tussen de sterren in een sterrenstelsel zijn zo groot dat de kans daarop uiterst klein is. Een botsing tussen sterrenstelsels is in ongeveer een miljard jaar voltooid.

Oude sterren

Bij botsingen in het nabije heelal worden veel nieuwe sterren gevormd, omdat het gas in die samensmeltende stelsels wordt samengedrukt. "Bij de botsingen in de verre cluster blijkt dat niet het geval te zijn," ontdekte Van Dokkum. "Waarschijnlijk omdat de stelsels hun gas op de een of andere manier al kwijt zijn geraakt voor de botsing." Dit toont aan dat de meeste sterren gevormd zijn vóór en niet dóór botsingen. We zien dus oude sterren in jonge sterrenstelsels.

Onze Melkweg

"Alle sterren die we ‘s nachts met het blote oog kunnen waarnemen behoren tot ons eigen melkwegstelsel," verduidelijkt Van Dokkum. "De Melkweg is waarschijnlijk nog nooit gebotst. Wel worden op dit moment verschillende satellietstelsels van de Melkweg opgeslokt. In de toekomst, over ongeveer vier miljard jaar, zal de Melkweg botsen op het Andromeda-stelsel."

Curriculum vitae

Peter van Dokkum (Zwolle, 1972) studeerde sterrenkunde aan de Rijksuniversiteit Groningen. Na zijn afstuderen in 1994 begon hij aan zijn promotieonderzoek bij het Kapteyn Instituut van de RUG. Van Dokkum is sinds april 1998 tevens verbonden aan de universiteit Leiden, waar zijn promotor, prof. dr. Franx, toen naar toe verhuisde. Van Dokkum promoveert op 21 juni tot doctor in de wiskunde en natuurwetenschappen aan de RUG bij prof.dr. M. Franx en prof.dr. G.D. Illingworth. De titel van zijn proefschrift is: Formation and evolution of early-type galaxies. Het onderzoek aan de botsende stelsels zal worden gepubliceerd in het Amerikaanse vaktijdschrift Astrophysical Journal Letters, met als medeauteurs M. Franx, D. Fabricant, D. Kelson en G. Illingworth. Na zijn promotie zal hij voor drie jaar het prestigieuze Hubble Fellowship bekleden aan het California Institute of Technology in Pasadena, Californië.

Deel: ' Promotie Kosmische kettingbotsing ontdekt '




Lees ook