Melkweg en buur zijn even groot

Astronomie

Buurstelsel Andromeda heeft ongeveer even veel massa als de Melkweg. Over vijf miljard jaar zullen de twee sterrenstelsels met elkaar ‘botsen’.

Het Andromedastelsel is de directe buur van de Melkweg. Het sterrenstelsel staat op een afstand van 2,5 miljoen lichtjaar. Foto NASA

Het Andromedastelsel, de meest nabije soortgenoot van ons Melkwegstelsel, heeft veel minder massa dan gedacht. De beide sterrenstelsels lijken zo ongeveer elkaars evenknie te zijn.

Het Andromedastelsel en het Melkwegstelsel zijn de grootste leden van de zogeheten Lokale Groep. Dat is een verzameling van een stuk of vijftig, veelal kleine sterrenstelsels. Die liggen verspreid in een stuk ruimte met een middellijn van 10 miljoen lichtjaar en worden door de zwaartekracht bijeen gehouden.

Tot nu toe werd aangenomen dat het Andromedastelsel twee tot drie keer zoveel massa had als het Melkwegstelsel. Nieuw onderzoek geeft echter aan dat het massaverschil aanzienlijk geringer is. Astronomen van twee Australische instituten doen daarvan verslag in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS)

Dat leiden de astronomen af uit de baanbewegingen van 86 zogeheten planetaire nevels – sterren die hun buitenste lagen hebben afgestoten – in het Andromedastelsel. Dat zijn de enige objecten in het stelsel waarvan de individuele snelheden voldoende nauwkeurig meetbaar zijn.

De hoogst gemeten snelheden van de planetaire nevels geven een maat voor de snelheid die nodig is om aan het Andromedastelsel te kunnen ontsnappen. En uit deze ontsnappingssnelheid kan weer worden afgeleid hoeveel massa het stelsel heeft.

De astronomen komen uit op een ontsnappingssnelheid van 470 kilometer per seconde en een massa van 800 miljard zonmassa’s. Daarmee komt het Andromedastelsel ongeveer op dezelfde massa als het Melkwegstelsel.

Aan de grootte van het Andromedastelsel of het aantal sterren waaruit deze bestaat verandert overigens niets. De ‘verdwenen’ massa komt voor rekening van de halo van donkere materie die het stelsel omgeeft. Donkere materie is niet rechtstreeks waarneembaar, maar oefent wel een aantrekkende kracht uit op de normale materie waaruit sterren en planeten bestaan.

Ook verandert de geringere massa van het Andromedastelsel niets aan het feit dat deze ons met een snelheid van ongeveer 100 kilometer per seconde nadert. Dat zal er onvermijdelijk toe leiden dat het stelsel, dat nu nog 2,5 miljoen lichtjaar van ons is verwijderd, over ruwweg 5 miljard jaar in ‘botsing’ komt met ons Melkwegstelsel.

Over de details van de samensmelting bestaat nog veel onduidelijkheid. Een van de factoren die daarbij een rol spelen is de precieze massa van de beide stelsels. Tot nu toe werd aangenomen dat onze Melkweg als het ware zou worden verzwolgen door zijn grote buurman. Maar nu ziet het er dus naar uit dat ze als gelijkwaardige partners aan de fusie zullen beginnen. Dat betekent dat de bestaande computersimulaties van hun samengaan moeten worden overgedaan.

Voor de honderden miljarden sterren en planeten in de beide stelsels maakt dit alles geen verschil: voor hen heeft de gebeurtenis hoe dan ook geen rampzalige gevolgen. Het Melkwegstelsel en het Andromedastelsel zullen gewoon in elkaar opgaan en een nieuw, groter sterrenstelsel vormen.

Er zijn trouwens aanwijzingen dat de sterren van het Andromedastelsel nog niet zo lang geleden al iets vergelijkbaars hebben meegemaakt. Nieuw Frans/Chinees onderzoek, eveneens gepubliceerd in MNRAS, wijst er namelijk op dat het huidige Andromedastelsel het resultaat is van een fusie tussen twee kleinere sterrenstelsels – het ene vier keer zo groot als het andere. Dat wordt afgeleid uit computersimulaties die moeten verklaren waarom met name de oudste sterren in het Andromedastelsel relatief chaotische bewegingen vertonen. Deze simulaties geven aan dat die vorige fusie minder dan 3 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden.