Minimale massa van een sterrenstelsel is 10 miljoen zonnen

Het Sculptor-dwergstelsel, een van de vele begeleiders van ons melkwegstelsel. Hoewel het uit heel veel sterren bestaat, heeft het dezelfde massa als de dwergstelsels die vrijwel geen sterren bevatten. Anglo Australian Observatory

Hoeveel materie moet er ergens in het heelal bijeenkomen om een sterrenstelsel te kunnen vormen? Volgens recent onderzoek van Amerikaanse astronomen zou dat ongeveer tien miljoen maal de massa van onze zon moeten zijn (Nature, 28 augustus). De astronomen hebben dit afgeleid uit de eigenschappen van de kleinste sterrenstelsels die rond ons melkwegstelsel draaien, de zogeheten dwergsterrenstelsels. Daarvan zijn er nu 23 gevonden, waarvan de helft in de afgelopen vijf jaar.

Louis Strigari en zijn collega’s hebben van 18 van deze dwergen de massa bepaald. Zij ‘wogen’ de stelsels door de snelheden van de afzonderlijke sterren erin te meten. Die snelheden zijn een maat voor de totale, dynamische massa van zo’n stelsel. Hoe groter de stersnelheden, des te meer massa moet zo’n stelsel bevatten om – via zijn zwaartekracht – te voorkomen dat de sterren ontsnappen. En hoe kleiner de snelheden, des te lichter is het stelsel.

De astronomen vonden dat alle dwergen ongeveer even zwaar zijn: circa tien miljoen maal zo zwaar als de zon. Dat is opmerkelijk omdat de helderheid van de dwergstelsels zo sterk uiteenloopt. De helderste zenden meer dan tien miljoen maal zoveel licht uit als de zon en de donkerste slechts duizend maal. Men had verwacht dat de helderste dwergen het zwaarst zouden zijn en de donkerste het lichtst, omdat de eerste veel meer sterren bevatten dan de laatste. Maar blijkbaar hangt de massa van zo’n dwerg niet af van het aantal sterren dat hij bevat.

Dit alles zou kunnen betekenen dat ook een geheel ‘sterloos’ dwergstelsel de nu gemeten massa zal hebben. Daarom opperen de astronomen dat dit wellicht de minimum-massa is om een sterrenstelsel te kunnen vormen. Zo’n sterloze dwerg zou dan geheel uit ‘donkere materie’ bestaan: materie die men niet ziet en zich alleen via zijn aantrekkingskracht manifesteert. Hoewel ook in grote sterrenstelsels en in groepen daarvan aanwijzingen voor het bestaan van donkere materie zijn gevonden, is het nog een raadsel waaruit deze bestaat.

    • George Beekman