Een sterrenhoopis toch echt iets anders dan een sterrenstelsel

Een sterrenhoop is niet zomaar een heel klein sterrenstelsel, maar is fundamenteel anders. Dat concludeert een groep van onder andere Utrechtse astronomen in een artikel dat begin deze maand in Astronomy & Astrophysics is verschenen. De astronomen baseren deze conclusie op recente waarnemingen met de Hubble Space Telescope aan een groot sterrenstelsel waarin zich duizenden sterrenhopen bevinden. Die waarnemingen laten zien dat er een absolute bovengrens bestaat voor de massa van sterrenhopen en dat die bovengrens altijd nog ver onder die van de kleinste melkwegstelsels ligt.

Het sterrenstelsel M51 lijkt wat zijn spiraalstructuur betreft veel op ons eigen melkwegstelsel Foto Nasa/Esa M51 whirlpool galaxy, 16" F4.5, 100 ISO, 6x7 film, (3) 1 hour images combined Copyright 1996 John Chumack Chumack, John

Vroeger twijfelde niemand aan het fundamentele verschil tussen sterrenhopen en sterrenstelsels. De eerste zijn compacte groepen van soms vele tienduizenden sterren, terwijl sterrenstelsels uit vele miljarden sterren kunnen bestaan. Naarmate de grootte en lichtgevoeligheid van telescopen toenam, werden echter steeds kleinere sterrenstelsels ontdekt, met een massa van soms slechts enkele miljoenen maal die van de zon. De grens tussen sterrenhopen en kleine sterrenstelsels werd steeds onduidelijker, waardoor sommige astronomen gingen denken dat de eerste slechts heel kleine sterrenstelsels waren - zoals de satellietstelsels die rond ons melkwegstelsel bewegen.

De volgende vraag was of sterrenhopen dan ook op dezelfde manier zouden ontstaan als dwergstelsels. Om die vraag te kunnen beantwoorden hebben Mark Gieles en zijn collega's de Hubble Space Telescope gericht op M51, een fors sterrenstelsel dat op een afstand van ongeveer dertig miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Jachthonden staat. Dank zij de scherpe blik van Hubble konden in dit melkwegstelsel bijna zesduizend sterrenhopen worden geïdentificeerd. Op statistische gronden zou men verwachten dat zich onder dit enorme aantal wel enkele zouden bevinden met een massa vergelijkbaar met of groter dan die van dwergstelsels, maar dat bleek niet het geval.

De zwaarste sterrenhopen in M51 hebben een massa van ongeveer honderdduizend zonsmassa's, terwijl de kleinste sterrenstelsels altijd nog een massa van enkele miljoenen zonnen hebben. Volgens Gieles impliceert dit dat er een fundamenteel verschil bestaat tussen een sterrenhoop en een (dwerg)sterrenstelsel. De afgelopen jaren gingen astronomen er vanuit dat het onderzoek aan sterrenhopen iets zou kunnen leren over het ontstaan van sterrenstelsels in het vroege heelal. Nu is dus gebleken dat zo'n eenvoudige vergelijking niet mogelijk is omdat ze een verschillend geboorteproces hebben doorlopen.

George Beekman