Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Sterrenstelsels eten zich groot aan gaswolken, maar hoe?

Een sterrenstelsel kan groeien door gas uit zijn directe omgeving naar binnen te trekken. Maar astronomen weten nog niet precies hoe dit gebeurt. Sterrenkundige Joop Schaye gaat met een Europese onderzoekssubsidie van 1,5 miljoen euro op zoek naar antwoorden.

Kijk op een heldere avond naar de hemel en je ziet talloze sterren. Ze maken allemaal deel uit van een sterrenstelsel. De meeste sterren die we zien, horen bij ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg. Maar het heelal telt miljarden sterrenstelsels. Ze zijn gevormd na de oerknal toen materie op bepaalde plekken begon samen te klonteren tot sterren. En sterrenstelsels zijn nog springlevend: voortdurend gaan sterren dood, of er worden nieuwe sterren gevormd uit samentrekkende wolken van gas.

Afbeelding: Het Andromeda sterrenstelsel is spiraalvormig sterrenstelsel, dat erg op ons Melkwegstelsel lijkt. Het staat op ongeveer 3 miljoen lichtjaar afstand van ons.

Gas

Om te blijven groeien en sterren te kunnen blijven vormen, heeft een sterrenstelsel continu nieuwe wolken van gas nodig. Die haalt het stelsel uit zijn directe omgeving, het zogeheten intergalactische medium. Het blijkt dat koud gas in smalle kanalen het stelsel instroomt. Maar om te voorkomen dat er teveel gas naar binnen komt, beschikt het sterrenstelsel over middelen om gas kwijt te raken, terug het intergalactische medium in. Zo kunnen zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels winden veroorzaken die gas naar buiten duwen.

Groot project

Blijkbaar heeft een sterrenstelsel een actieve wisselwerking met zijn omgeving. Maar wat die wisselwerking precies stuurt, is voor astronomen grotendeels een raadsel. De Leidse sterrenkundige Joop Schaye hoopt de komende jaren meer duidelijkheid te scheppen. Met een ERC Starting Grant, een Europese onderzoekssubsidie van 1,5 miljoen euro, start hij daartoe een groot internationaal project van vijf jaar.

Nabootsen

Eén aspect van het project zijn enorme computersimulaties, beter dan tot nu toe zijn gedaan‘, zegt Schaye. Dat ‘stukje’ is alsnog onvoorstelbaar groot: een kubus met zijden van honderd miljoen lichtjaar lang. ‘We stoppen erin wat we weten over de vorming van sterrenstelsels en dan laten we het model een half jaar draaien op een supercomputer.‘

Voorbeeld van het soort beelden die de computersimulaties opleveren. Het plaatje zoomt in op een sterrenstelsel toen het heelal ongeveer 3 miljard oud was (zo’n 10 miljard jaar geleden). Van links naar rechts zijn de plaatjes ongeveer 45 miljoen lichtjaar, 4.5 miljoen lichtjaar en 0.45 miljoen lichtjaar groot.

Very Large Telescope

Om te zien of de simulaties kloppen, gaat de groep van Schaye ook waarnemingen doen met het observatorium Very Large Telescope in Chili. ‘Eén van de telescopen daar krijgt een instrument dat wij in samenwerking met andere groepen ontwikkeld hebben, de zogeheten Multi Unit Spectroscopic Explorer, ofwel MUSE’, zegt Schaye. ‘Die kan tegelijkertijd een foto en een lichtspectrum (intensiteit van de verschillende golflengtes-red.) maken. Dat is op zich niet uniek, maar dit instrument is verreweg het grootste in zijn soort.’

Voorspoedig

De toekenning van de subsidie zorgt er met name voor dat het project voorspoedig kan verlopen, denkt Schaye. ‘Anders had ik veel sterker moeten leunen op het werk van de buitenlandse collega’s die meedoen. Als projectleider is het prettig als je zoveel mogelijk zelf mensen en middelen kunt inzetten.’

Links