Wie denkt dat een sterrenstelsel simpelweg een enorme berg gas nodig heeft om nieuwe sterren te maken, zit ernaast.
Australische sterrenkundigen hebben ontdekt dat het bij sterrenvorming niet zozeer gaat om hoeveel gas er is, maar vooral om waar dat gas zich bevindt. De wetenschappers gebruikten de ASKAP-radiotelescoop, die in de Australische outback staat, om te speuren naar waterstofgas in meer dan duizend sterrenstelsels. Waterstofgas is de grondstof waar sterren uit ontstaan. Tot nu toe gingen onderzoekers ervan uit dat de zwaartekracht zijn ding deed op plekken waar er veel waterstofgas is en dat sterren zo spontaan ontstaan, maar dat blijkt nu niet helemaal te kloppen.
Waarom locatie alles is
“Sterren ontstaan wanneer gaswolken onder invloed van zwaartekracht samentrekken, maar dat proces vindt vrijwel uitsluitend plaats in de zogeheten sterrenschijf – het dichte, heldere deel van een sterrenstelsel waar al veel sterren aanwezig zijn”, legt Seona Lee, hoofdauteur van de studie die in het vakblad Publications of the Astronomical Society werd gepubliceerd, uit aan Scientias.nl. “Atomair waterstof dat zich ver in de buitengebieden van een sterrenstelsel bevindt, is vaak te ijl of te dynamisch stabiel om samen te trekken en sterren te vormen. Dus zelfs als een sterrenstelsel over een grote hoeveelheid gas beschikt, zal het niet efficiënt nieuwe sterren produceren als dat gas op de verkeerde plek zit.”
Mede-auteur Barbara Catinella heeft er een mooie vergelijking voor: “Je kunt wel een hele voorraadkast vol bloem hebben, maar alleen de bloem die je daadwerkelijk in de mengkom doet, bepaalt of je een lekkere taart kunt bakken.” Met andere woorden: als je de bloem over de hele keuken strooit in plaats van het in een kom te doen, dan wordt het maar niks. Zo werkt het ook met sterren: het gas moet in die ‘sterrenschijf’ zitten, het drukke centrum van een sterrenstelsel, anders gebeurt er weinig.
Een telescoop die alles ziet
Hoe hebben ze dit ontdekt? Dat komt door de ASKAP-radiotelescoop, die als doel heeft om het gas in nabijgelegen sterrenstelsels in kaart te brengen. “ASKAP is een nieuw soort radiotelescoop die speciaal ontworpen is voor groothoekwaarnemingen. Hij kan in één keer een enorm stuk van de hemel observeren, met voldoende resolutie om het gas binnenin sterrenstelsels in kaart te brengen”, vertelt Lee. ASKAP is in feite een soort supercamera die in één keer een groot deel van de ruimte kan ‘fotograferen’ én de details van het gas kan zien. Vroeger kostte het uren om één sterrenstelsel te bekijken, nu kunnen wetenschappers er duizenden tegelijk onderzoeken.
Verrassingen in de kosmos
“Een van de opvallendste resultaten was hoe consistent dat verband zichtbaar is in allerlei soorten sterrenstelsels”, legt Lee uit. “Of het nu gaat om grote spiraalstelsels, kleinere schijven of onregelmatige vormen – de hoeveelheid gas ín de sterrenschijf zegt altijd meer over hoeveel sterren er gevormd worden dan de totale hoeveelheid gas.” Dit was een verrassing: de regel blijkt hetzelfde te blijven, of een sterrenstelsel nu groot en spiraalvormig is (zoals onze Melkweg) of klein en rommelig.
Hoe sterrenstelsels groeien
Dit alles helpt ons te begrijpen hoe sterrenstelsels zich ontwikkelen door de miljarden jaren heen. “Het laat zien dat sterrenstelsels niet alleen groeien door gas te verzamelen – ze moeten dat gas ook naar binnen verplaatsen om stervorming aan te drijven”, zegt Lee. Processen zoals zwaartekracht of botsingen met andere sterrenstelsels kunnen dat gas naar binnen duwen, en dat bepaalt hoe actief een sterrenstelsel sterren maakt.
De toekomst van sterrenjacht
De onderzoekers stoppen hier niet. “ASKAP en WALLABY zijn nog maar het begin. In de toekomst zullen telescopen zoals de Square Kilometre Array (SKA) ons in staat stellen om waterstof te detecteren in nog zwakkere en verder weg gelegen sterrenstelsels, met veel hogere resolutie”, vertelt Lee. De SKA wordt een nog krachtigere telescoop die zelfs gas kan zien in sterrenstelsels van miljarden jaren geleden. Zo kunnen we ontdekken hoe stervorming vroeger werkte en hoe het door de tijd heen is veranderd.
