Dubbele halo verraadt getrapt ontstaan van ons melkwegstelsel

De bolvormige ‘halo’ rond ons melkwegstelsel is niet één samenhangende structuur, maar bestaat uit twee componenten die in tegengestelde richtingen draaien. Dat heeft een internationale groep astronomen afgeleid uit de beweging en de chemische samenstelling van 20.000 sterren tot op afstanden van 65.000 lichtjaar van de aarde (Nature, 13 december).

Daarmee is bevestigd wat al eerder uit andere onderzoekingen werd vermoed. De ontdekking van het dubbele karakter van de melkweghalo levert bovendien een beter beeld op van de wijze waarop het melkwegstelsel is ontstaan.

De meeste sterren van het melkwegstel bevinden zich in een schijfvormig gebied met een diameter van ruwweg 100.000 lichtjaar. Rond deze schijf, die opvalt door zijn spiraalstructuur, bevindt zich een bolvormige ‘halo’ waarin de materiedichtheid erg laag is. De meest opvallende objecten hierin zijn bolvormige sterrenhopen, concentraties van tienduizenden tot miljoenen sterren, maar er komen ook afzonderlijke sterren in voor. Deze halosterren bewegen in wijde banen rond het melkwegcentrum, waarbij zij tot op grote afstanden boven en onder het vlak van de schijf komen.

Daniela Carollo en haar collega’s hebben nu ontdekt dat deze halosterren verdeeld kunnen worden in een binnen- en een buitenpopulatie. De binnenpopulatie bestaat uit sterren met overwegend heel langgerekte banen en met snelheden van gemiddeld 25 kilometer per seconde in dezelfde richting als die van de melkwegschijf. De sterren van de buitenpopulatie beschrijven meer cirkelvormige banen en bewegen met snelheden van 40 tot 70 kilometer per seconde in een tegengestelde richting.

De binnenhalo is vrij afgeplat en domineert tot op afstanden van 30.000 à 50.000 lichtjaar van het melkwegcentrum, terwijl de meer bolvormige buitenhalo zich op grotere afstanden manifesteert.

Astronomen vermoeden al lang dat het melkwegstelsel zich in de loop van enkele miljarden jaren heeft gevormd uit kleinere, protogalactische ‘bouwstenen’. In het kader van deze theorie zou de binnenhalo zijn ontstaan door het samenvloeien van relatief zware materieconcentraties die in dezelfde richting als de schijf rond het melkwegstelsel draaiden. De buitenhalo zou later zijn gevormd uit een groter aantal kleinere bouwstenen die op een meer chaotische wijze samenvloeiden en uiteenvielen.

Deze getrapte ontstaanswijze verklaart ook het feit dat de sterren van de buitenhalo veel minder zware elementen bevatten dan die van de binnenhalo: zij ontstonden in gaswolken die minder waren verrijkt met de in oudere sterren gevormde elementen. George Beekman