Andromeda doorstond flinke botsing

Astronomie De naaste buur van de Melkweg had 5 miljard jaar geleden een forse botsing met M32, maar behield toch zijn fraaie spiraalvorm.

Het Andromedastelsel (M31). Het kleine, maar opvallende sterrenstelsel links van de kern is M32. Rechtsonder, verder weg van M31 en groter dan M32 staat een ander satellietstelsel: M110. Foto Pavel Smilyk / Getty

De op een na grootste ‘satelliet’ van het Andromedastelsel is mogelijk het restant van een veel groter sterrenstelsel. Dat is de uitkomst van computersimulaties die zijn uitgevoerd door twee astronomen die werkzaam zijn voor de universiteit van Michigan en de Vaticaan-sterrenwacht. Er waren al vermoedens dat het Andromedastelsel is voortgekomen uit een samensmelting van twee sterrenstelsels.

Met een afstand van ‘slechts’ 2,5 miljoen lichtjaar is het Andromedastelsel (M31) de grootste nabije buur van de Melkweg – het sterrenstelsel waar onze zon deel van uitmaakt. De twee spiraalstelsels behoren tot de zogeheten Lokale Groep, een verzameling van ruim vijftig overwegend kleine sterrenstelsels.

Een van die kleine stelsels, M32, draait als een satelliet om het Andromedastelsel. Volgens de astronomen Richard D’Souza en Eric Bell is het echter niet zo begonnen. Hun computersimulaties, waarvan de resultaten maandag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd, wijzen erop dat M32 een overblijfsel is van een aanzienlijk groter sterrenstelsel.

Dat stelsel – ooit het op twee na grootste van de Lokale Groep – zou omstreeks 5 miljard jaar geleden in de greep van het Andromedastelsel zijn gekomen en 3 miljard jaar later door deze laatste zijn opgeslokt. M32 is waarschijnlijk het compacte overblijfsel van dit hypothetische sterrenstelsel, dat M32p wordt genoemd. Mogelijk hebben het Andromedastelsel en onze Melkweg in de loop van hun bestaan honderden satellietstelsels geannexeerd.

De berekeningen van D’Souza en Bell geven aan dat M32p ruwweg 25 miljard zonsmassa’s aan sterren heeft bevat. Dat is maar ongeveer een kwart van de stellaire massa’s van het Andromedastelsel en de Melkweg, maar vele malen meer dan de stellaire massa van M32, die nog geen miljard zonsmassa’s bedraagt.

Het geschetste scenario kan diverse eigenschappen van M32 verklaren waar astronomen mee worstelen. Zo werd M32 tot nu toe aangezien voor een normaal elliptisch dwergstelsel. Doorgaans bestaan zulke stelsels echter geheel uit oude sterren, terwijl M32 ook een forse populatie van jongere sterren kent. Ook bevatten de sterren van M32 relatief veel zware elementen, wat juist kenmerkend is voor grotere sterrenstelsels.

Een en ander wijst er volgens D’Souza en Bell op dat M32 ongeveer 2 miljard jaar geleden een stellaire geboortegolf heeft doorgemaakt. Dat sluit goed aan bij de resultaten van Frans-Chinees onderzoek, die in februari van dit jaar in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zijn gepubliceerd. Dat onderzoek laat zien dat ook het Andromedastelsel zelf 2 miljard jaar geleden het toneel was van een stellaire geboortegolf. Dat doet vermoeden dat er rond die tijd een grote verstoring van het gas in de schijf van dit stelsel heeft plaatsgevonden. Meest waarschijnlijke oorzaak: een botsing met een kleiner sterrenstelsel.

Het nieuwe onderzoeksresultaat kan implicaties hebben voor onze kijk op de evolutie van sterrenstelsels. De schijfvorm van het Andromedastelsel lijkt door deze toch wel forse botsing immers niet drastisch te zijn aangetast. De heersende gedachte was juist dat spiraalstelsels bij zo’n gebeurtenis zodanig worden verstoord, dat ze in elliptische – dus niet-schijfvormige – stelsels veranderen.