De ‘dikke schijf’ van onze Melkweg blijkt véél ouder dan gedacht

Deze blijkt zich al zo’n 13 miljard jaar geleden – slechts 0,8 miljard jaar na de oerknal – te hebben gevormd.

Onze Melkweg herbergt een zogenoemde dikke en een dunne schijf. De dunne schijf bevat de meeste sterren van ons sterrenstelsel die we herkennen aan de mistige lichtband aan de nachtelijke hemel. De dikke schijf herbergt daarentegen veel minder sterren. In een nieuwe studie hebben de onderzoekers in beide schijven bijzondere sterren – de zogenoemde ‘subreuzen’ – bestudeerd. Hierdoor konden onderzoekers een tijdlijn van de formatie van de Melkweg bouwen. En dat leidt tot een verrassende ontdekking.

Meer over de dunne en de dikke schijf
De Melkweg herbergt dus een dikke en een dunne schijf. Maar wat moet je je daar precies bij voorstellen? Als je op een heldere avond – ver van de lichtvervuiling – naar de Melkweg kijkt, zie je voornamelijk de dunne schijf van ons sterrenstelsel. Deze is 100.000 lichtjaar breed, maar slechts 1000 lichtjaar dik en herbergt de meeste sterren van ons sterrenstelsel. Deze sterren zijn relatief jong. Onze zon maakt deel uit van de dunne schijf, hetzelfde geldt praktisch voor alle nabije sterren die je met het blote oog kunt zien. De dikke schijf herbergt veel minder sterren en kun je ook eigenlijk niet met het blote oog zien. Deze sterren strekken zich verder boven en onder de dunne schijf uit; de dikke schijf is zo’n 3000 lichtjaar dik en dus veel dikker dan de dunne schijf. En in deze dikke schijf vinden we oudere sterren.

Onderzoekers zijn erg geïnteresseerd in de verschillende fasen die onze Melkweg heeft doorlopen. Maar om daar het fijne van te weten, moet je eigenlijk ook weten hoe oud sterren zijn. De leeftijd van een ster is echter één van de moeilijke parameters om te bepalen.

Subreuzen
Er bestaat wel een uitzondering. Want alleen de leeftijd van zogenaamde ‘subreuzen’ is wat makkelijker te achterhalen. Subreuzen zijn sterren waarin geen energie meer wordt gegenereerd en die veranderen in rode reuzensterren. Omdat de ‘subreusfase’ relatief kort duurt, kan zijn leeftijd met grote nauwkeurigheid worden bepaald. Maar… waar vinden we deze sterren? Gelukkig kan ruimtetelescoop Gaia daarbij een handje helpen.

Leeftijd
Ruimtetelescoop Gaia speurt al jaren de hemel af, in een poging de positie, afstand en bewegingen van sterren vast te leggen. Met behulp van Gaia slaagden de onderzoekers erin 250.000 subreuzensterren op te sporen, te bestuderen en de leeftijd af te leiden. “Met de gegevens van Gaia kunnen we de leeftijd van een subreus heel precies bepalen,” vertelt onderzoeker Maosheng Xiang. Gewapend met de precieze leeftijden van een kwart miljoen subreuzen verspreid over de Melkweg, konden de onderzoekers vervolgens een tijdlijn bouwen van de formatie van de Melkweg.

Dikke schijf
Het leidt tot een opvallende ontdekking. Want uit de analyse blijkt dat een deel van de Melkweg dat bekend staat als de ‘dikke schijf’ zich al 13 miljard jaar geleden begon te vormen – slechts 0,8 miljard jaar na de oerknal. En dat is onverwacht. Want het betekent dat de dikke schijf zo’n 2 miljard jaar ouder is dan men tot nu toe vermoedde.

Twee fasen
Uit de analyse blijkt dat de vorming van de Melkweg eigenlijk in twee verschillende fasen opgedeeld kan worden. In de eerste fase, die 0,8 miljard jaar na de oerknal van start ging, begon de dikke schijf sterren te vormen. Dit proces versnelde toen twee miljard jaar later een dwergstelsel samensmolt met de Melkweg. Deze ‘stervormingsstoot’ – veroorzaakt door de fusie – zorgde ervoor dat de ontluikende dikke schijf de meerderheid van zijn sterren vormde en bleef vormen totdat het gas ongeveer zes miljard jaar na de oerknal was opgebruikt. De dunne schijf werd gevormd tijdens de tweede fase van de vorming van de Melkweg.

Al met al krijgen we dankzij de nieuwe studie een beter beeld van de levensloop van onze Melkweg. Het betekent dat al lang heersende aannames – zoals die over de leeftijd van de dikke schijf – moeten worden herzien. En mogelijk liggen er nog meer prachtige ontdekkingen in het verschiet. Want in juni wordt weer een nieuwe dataset van Gaia verwacht. “Met elke nieuwe analyse en dataset van Gaia zijn we in staat om de geschiedenis van onze Melkweg in nog meer ongekend detail te begrijpen,” aldus onderzoeker Timo Prusti.