‘Verborgen’ sterren maken eerste sterrenstelsels veel zwaarder dan gedacht
Sterrenkunde beeld: Cheng et al.
Astronomen onder Leidse leiding hebben ontdekt dat de zwaarste sterrenstelsels in het jonge heelal veel meer kleine sterren bevatten dan gedacht. Daardoor zijn deze vroege sterrenstelsels waarschijnlijk veel zwaarder geweest dan we tot nu toe dachten.
Het internationale team deed de ontdekking met de James Webb Space Telescope (JWST). De onderzoekers bestudeerden negen zware sterrenstelsels die hun belangrijkste periode van stervorming al lang achter de rug hebben. Door de extreem diepe spectra van JWST te combineren met eerdere waarnemingen van de Very Large Telescope konden zij voor het eerst bepalen hoeveel kleine sterren zich in zulke verre sterrenstelsels bevinden. De resultaten zijn verschenen in Nature Astronomy.
‘Verstopt als huizen tussen de wolkenkrabbers’
Astronomen kunnen aan het licht van een sterrenstelsel zien welke soorten sterren erin zitten. Daarvoor ontleden ze het licht in een spectrum, waarin subtiele verschillen tussen de kleuren informatie geven over de verschillende soorten sterren. In zo’n spectrum vallen vooral de heldere, massieve sterren op. De veel zwakkere kleine sterren zijn daardoor moeilijk te zien.
‘Als een sterrenstelsel een stad was, zouden de helderste sterren de wolkenkrabbers zijn die je van veraf meteen ziet,’ zegt eerste auteur Chloe Cheng, die in juni promoveerde op onder andere dit onderzoek. ‘Onze modellen laten zien dat achter de helderste sterren nog een veel talrijkere populatie kleine sterren schuilgaat, als huizen tussen de wolkenkrabbers. Daardoor blijkt het sterrenstelsel uiteindelijk veel zwaarder te zijn dan eerdere schattingen lieten zien.’
Meer kleine sterren in zware sterrenstelsels
Tot nu toe namen astronomen aan dat de verhouding waarin kleine en grote sterren worden geboren overal in het heelal ongeveer hetzelfde was. De nieuwe resultaten laten echter zien dat de zwaarste sterrenstelsels uit het vroege heelal naar verhouding veel meer kleine sterren bevatten dan minder zware sterrenstelsels, zoals onze eigen Melkweg. Bij één van de onderzochte stelsels is het verschil bijzonder groot. Dit stelsel ontstond waarschijnlijk minder dan anderhalf miljard jaar na de oerknal en is mogelijk vier keer zo zwaar als we tot nu toe dachten.
‘Dit soort metingen was tot voor kort simpelweg niet mogelijk.’
‘Dit soort metingen was tot voor kort simpelweg niet mogelijk,’ zegt mede-auteur Martje Slob. ‘We hadden niet alleen een telescoop nodig die voldoende licht opvangt, maar ook spectra van uitzonderlijke kwaliteit én nieuwe analysetechnieken. Alleen zo konden we de subtiele kenmerken van kleine sterren betrouwbaar onderscheiden van het licht van veel helderdere sterren.’
Verrassend zware sterrenstelsels
De ontdekking heeft belangrijke gevolgen voor ons begrip van het jonge heelal. Sinds de lancering van de JWST hebben astronomen verrassend zware sterrenstelsels gevonden die al kort na de oerknal bestonden. De nieuwe resultaten suggereren dat deze sterrenstelsels waarschijnlijk nog zwaarder waren dan gedacht. Modellen voor de vorming van sterrenstelsels moeten nu verklaren hoe zulke enorme hoeveelheden sterren zo vroeg in de geschiedenis van het heelal konden ontstaan.
Meer massa, meer planeten?
‘Dit resultaat laat zien dat er veel meer massa dan gedacht verborgen zit in kleine sterren,’ zegt hoogleraar Mariska Kriek, die het onderzoek leidde. ‘Dat heeft gevolgen voor allerlei gebieden binnen de sterrenkunde. Om kleine sterren draaien vaak planeten, dus als er in het vroege heelal veel meer kleine sterren waren dan we tot nu toe dachten, waren er mogelijk ook meer planeten.’
De onderzoekers willen hun methode de komende jaren toepassen op nog vroegere sterrenstelsels. Zo hopen ze steeds dichter te komen bij de periode waarin de eerste generaties sterren en sterrenstelsels ontstonden.
Wetenschappelijke publicatie
‘Hidden mass in early galaxies revealed by bottom-heavy initial mass functions’, C. Cheng et al., Nature Astronomy, 18 augustus 2026.
Dit persbericht verscheen oorspronkelijk op astronomie.nl