Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Structuur sterrenhopen ontrafeld

Sterrenkundige Simon Portegies Zwart ontwikkelde een model dat verklaart hoe sterrenhopen hun structuur krijgen en wat de grootte van een stofschijf bepaalt. Dat beschrijft hij in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Nieuw computermodel Trapeziumcluster

Portegies Zwart ontwikkelde een computermodel dat nieuwe inzichten geeft hoe sterrenhopen ontstaan in het Trapeziumcluster in Orion, een sterrenhoop op 1400 lichtjaar van de aarde. De sterrenhoop bevat meer dan duizend sterren in een gebied dat ongeveer vijftien keer zo groot is als ons zonnestelsel. De sterren zijn ongeveer 1 miljoen jaar jong en bevinden zich dicht op elkaar.

Hoe evolueert een sterrenhoop?

Wetenschappers kunnen tot nu toe niet goed verklaren hoe een sterrenhoop in de loop der tijd evolueert en waarom sommige sterren een grotere stofschijf hebben dan anderen. In deze stofschijven ontstaan na verloop van tijd planeten. Ook ons zonnestelsel heeft ooit een stofschijf gehad waaruit de planeten zijn gevormd.

Botsingen tussen sterren

Portegies Zwart begon met een complexe simulatie om het vraagstuk van sterrenhopen en stofschijven op te lossen: ‘Ik gebruikte een model met een hele rimram aan processen. Dan moet je denken aan sterevolutie, stralingstransport, overgebleven gaswolken, het zwaartekrachtsveld van de hele Melkweg, et cetera, et cetera.’ Vervolgens legde hij zijn model naast 95 sterren en hun stofschijf die door de Hubble Ruimtetelescoop waren bekeken. Het ingewikkelde model bleek goed te werken. Daarna schakelde de sterrenkundige stuk voor stuk bijna alle ingrediënten van het model uit. Uiteindelijk bleven in het model alleen nog de botsingen tussen sterren over.

Een grafiek met de verdeling van stofschijven in de sterrenhoop in Orion. De rode stippellijn is gebaseerd op de door ruimtetelescoop Hubble waargenomen stofschijven. De blauwe lijn is de lijn uit de simulatie. 

Model komt overeen met waarnemingen

Tot Portegies Zwarts verbazing bleek ook het uitgeklede model goed met de waarnemingen overeen te komen. Portegies Zwart: ‘Sterren rukken dus delen van elkaars stofschijven af als ze in de jonge sterrenhoop langs elkaar scheren. En de grootte van een verzameling stofschijven wordt bepaald door botsingen tussen sterren.’ Dat is niet alleen mooi voor het model, maar ook voor onderzoek aan andere sterrenhopen en stofschijven. ‘Als je de schijven van een serie sterren bestudeert, kun je veel leren over de geboorte en de evolutie van jonge sterrenhopen.’

Portegies Zwart deed zijn berekeningen op de aan de Universiteit Leiden gebouwde computer Little Green Machine.

Artikel:  Stellar disk destruction by dynamical interactions in the Orion Trapezium star cluster. Simon F. Portegies Zwart

(Bron: NOVA)