Geschiedenis van ver sterrenstelsel voor het eerst ontrafeld via nieuwe methode

Astronomen zijn er voor het eerst in geslaagd om de geschiedenis van een sterrenstelsel buiten onze eigen Melkweg te reconstrueren aan de hand van chemische ‘fossielen’.

Met behulp van een nieuwe techniek genaamd ‘extragalactische archeologie’ legden ze bloot hoe het reusachtige spiraalstelsel NGC 1265 in twaalf miljard tijd uitgroeide tot zijn huidige vorm door andere spiraalstelsels op te slokken.

Net zoals archeologen op aarde graven naar overblijfselen uit het verleden, gebruiken de astronomen van het Center for Astrophysiscs Harvard & Smithsonian zogenoemde chemische vingerafdrukken om de evolutie van het heelal te begrijpen. Tot nu toe was deze vorm van galactische archeologie beperkt tot onze eigen Melkweg, maar een nieuwe studie in het vakblad Nature Astronomy laat zien dat dit nu ook diep in de ruimte mogelijk is.

De onderzoekers richtten hun pijlen op NGC 1365, een relatief nabijgelegen spiraalstelsel dat vanaf de aarde gezien recht van voren zichtbaar is. Met gegevens van de TYPHOON-survey konden ze de losse stervormende wolken in het stelsel van elkaar onderscheiden.

De sleutel tot dit onderzoek ligt in het gas rond jonge sterren. Deze sterren zenden enorm intens ultraviolet licht uit dat nabijgelegen gassen kruist, waardoor elementen zoals zuurstof een specifiek lichtsignaal afgeven. Het patroon van dit zuurstof, waar het veel voorkomt en waar juist weinig, wordt gevormd door miljarden jaren aan stervorming, explosies van supernova’s en de instroom van nieuw gas na botsingen met andere stelsels.

Een reconstructie van twaalf miljard jaar

Om de waarnemingen te verklaren, combineerden de onderzoekers hun data met computersimulaties van het Illustris Project. Ze zochten in een database van 20.000 gesimuleerde sterrenstelsels naar een exemplaar dat exact overeenkwam met NGC 1365.

Uit deze vergelijking bleek dat NGC 1365 begon als een klein stelsel waarvan de kern al vroeg in de geschiedenis ontstond. Gedurende twaalf miljard jaar groeide het stelsel langzaam uit tot een enorme spiraal door keer op keer te fuseren met kleinere dwergstelsels. De opvallende spiraalarmen aan de buitenkant zijn relatief jong, deze vormden zich ‘pas’ in de afgelopen miljarden jaren.

Deze doorbraak markeert het begin van een nieuw vakgebied: de extragalactische archeologie. Volgens hoofdauteur Lisa Kewley helpt deze methode ons niet alleen om verre sterrenstelsels te begrijpen, maar het biedt het ook een spiegel voor onszelf.

“We willen begrijpen hoe we hier zijn gekomen,” vertelt Kewley, “hoe is onze eigen Melkweg gevormd en hoe zijn we geëindigd met de zuurstof die we nu inademen?”. Door sterrenstelsels zoals NGC 1365, die erg op ons eigen stelsel lijken, te bestuderen, ontdekken we of onze Melkweg uniek is of dat de weg die wij hebben afgelegd heel gebruikelijk is in de kosmos.