Persbericht

Astronomen ontdekken fossiel overblijfsel van vroege Melkweg

7 september 2016

Met behulp van onder meer ESO’s Very Large Telescope heeft een internationaal team van astronomen een fossiel overblijfsel van de vroege Melkweg ontdekt, dat sterren van sterk uiteenlopende leeftijden bevat. Dit complex van sterren lijkt op een bolvormige sterrenhoop, maar is anders dan alle andere sterrenhopen die we kennen. Het bevat sterren die sterke overeenkomsten vertonen met de oudste sterren in de Melkweg en overbrugt de kloof in kennis tussen het verleden en het heden van ons sterrenstelsel.

Terzan 5 staat op een afstand van 19.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Sagittarius (Boogschutter), in de richting van het centrum van de Melkweg. Sinds zijn ontdekking, ruim veertig jaar geleden, staat hij te boek als een bolvormige sterrenhoop. Een team van astronomen onder Italiaanse leiding heeft nu echter ontdekt dat Terzan 5 zich van alle andere bolvormige sterrenhopen onderscheidt.

Bij hun onderzoek hebben de astronomen gegevens doorzocht die zijn verkregen met de Multi-conjugate Adaptive Optics Demonstrator [1] van de Very Large Telescope en met andere telescopen op aarde en in de ruimte [2]. Daarbij hebben ze overtuigend bewijs gevonden dat Terzan 5 uit twee afzonderlijke soorten sterren bestaat, die behalve in chemische samenstelling ook in leeftijd verschillen. Tussen de twee populaties gaapt een gat van ruwweg 7 miljard jaar [3].

Dit grote leeftijdsverschil wijst erop dat de stervorming in Terzan 5 geen doorlopend proces is geweest, maar zich in twee afzonderlijke episoden heeft voltrokken. ‘Dit betekent dat de voorloper van Terzan 5 grote hoeveelheden gas voor een tweede generatie van sterren moet hebben bevat en nogal veel massa had – minstens 100 miljoen maal de massa van de zon,’ zegt Davide Massari van INAF (Italië) en de Rijksuniversiteit Groningen, en medeauteur van het onderzoeksartikel.

Zijn ongewone eigenschappen doen vermoeden dat Terzan 5 een ‘levend fossiel’ is uit de begintijd van de Melkweg. De huidige theorieën over het ontstaan van sterrenstelsels gaan ervan uit dat de centrale verdikking van de Melkweg (de bulge) is ontstaan door interacties tussen enorme samenballingen van gas en sterren, waarbij sommige met elkaar samensmolten en andere uiteenvielen.

‘We denken dat sommige overblijfselen van deze gasrijke samenballingen betrekkelijk ongeschonden zijn gebleven en zich nog ergens binnen ons sterrenstelsel schuilhouden,’ legt hoofdauteur Francesco Ferraro van de Universiteit van Bologna uit. ‘Zulke galactische fossielen bieden astronomen de mogelijkheid om een belangrijke periode in de geschiedenis van onze Melkweg te reconstrueren.’

Daar waar de eigenschappen van Terzan 5 ongewoon zijn voor een bolvormige sterrenhoop, lijken ze sterk op die van de sterrenpopulatie in de dichtbevolkte bulge in het centrum van de Melkweg. Deze overeenkomsten wijzen erop dat Terzan 5 een van de oudste bouwstenen van ons sterrenstelsel is.

Dat vermoeden wordt versterkt door de massa die Terzan 5 moet hebben gehad om twee sterrenpopulaties te kunnen vormen: een massa die vergelijkbaar is met die van de enorme samenballingen waarvan wordt aangenomen dat ze, ongeveer 12 miljard jaar geleden, aan de vorming van de bulge van de Melkweg hebben bijgedragen. Op de een of andere manier is Terzan 5 sindsdien intact gebleven.

‘Sommige kenmerken van Terzan 5 komen overeen met die van de reusachtige samenklonteringen die we in verre sterrenstelsels waarnemen,’ vervolgt Ferraro. ‘Dat wijst erop dat het samensmeltingsproces dat tot de vorming van sterrenstelsels leidde zich hier op vergelijkbare wijze heeft voltrokken als in het verre heelal.’

Vandaar dat deze ontdekking de basis legt voor een beter en completer begrip van het galactische vormingsproces. ‘Terzan 5 zou wel eens de intrigerende schakel kunnen zijn tussen het lokale en het verre heelal, een stille getuige van het proces dat tot de vorming van de bulge van de Melkweg heeft geleid,’ zo benadrukt Ferraro het belang van de ontdekking. Het onderzoek helpt astronomen bij het vinden van een antwoord op de vraag hoe sterrenstelsels zijn ontstaan, en geeft een uniek inzicht in de gecompliceerde geschiedenis van de Melkweg.

Noten

[1] De Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator (MAD) is een prototype dat de haalbaarheid moet aantonen van verschillende MCAO-reconstructietechnieken voor het E-ELT-concept en de tweede-generatie VLT-instrumenten.

[2] De onderzoekers hebben ook gegevens gebruikt van de Wide Field Camera 3 aan boord van de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA en de tweede-generatie Near Infrared Camera van de Keck-telescoop.

[3] De twee ontdekte sterrenpopulaties hebben leeftijden van respectievelijk 12 miljard en 4,5 miljard jaar.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘The age of the young bulge-like population in the stellar system Terzan 5: linking the Galactic bulge to the high-z Universe’, dat in The Astrophysical Journal wordt gepubliceerd.

Het onderzoeksteam bestaat uit F.R. Ferraro (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italië), D. Massari (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Italië; Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen), E. Dalessandro (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italië; INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Italië , B. Lanzoni (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italië), L. Origlia (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Italië; Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen), R.M. Rich (Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles, VS) en A. Mucciarelli (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italië).

ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die specifiek is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, dicht bij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

• Link naar het onderzoeksartikel
• Link naar het Hubble-persbericht
• Foto’s van de VLT

Contact

Francesco Ferraro
Università degli Studi di Bologna
Bologna, Italy
Tel: +39 051 20 9 5774
E-mail: francesco.ferraro3@unibo.it

Davide Massari
INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna
Bologna, Italy
Tel: +51 2095318
E-mail: davide.massari@oabo.inaf.it

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobiel: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media