Eerste sterrenstelsels groeiden dankzij botsingen

Wetenschappers worstelen al een tijdje met het feit dat er al ongeveer drie miljard jaar na de oerknal enorme, zware sterrenstelsels bestonden die geen nieuwe sterren meer produceerden. Onderzoek door een internationaal team van astronomen laat zien dat deze stelsels het resultaat zijn van een korte, maar hevige stervormingsperiode die enkele miljarden jaren na de oerknal op gang kwam. Oorzaak: botsingen tussen sterrenstelsels.

Sterrenstelsels zijn kolossale verzamelingen van sterren, gas en donkere materie. Het vermoeden bestond dat de grootste sterrenstelsels, die honderden miljarden sterren bevatten, zijn ontstaan uit kleine stelsels die in de loop van de ruim 13 miljard jaar lange geschiedenis van het heelal nieuwe sterren hebben geproduceerd en met naburige stelsels zijn gefuseerd.

Daarom was het zo verrassend dat er op afstanden van meer dan 10 miljard lichtjaar al zware, volgroeide stelsels werden ontdekt. Nog verrassender was dat deze sterrenstelsels veel compacter waren dan de huidige.

Op zoek naar een verklaring hebben de astronomen een klasse van sterrenstelsels onder de loep genomen die nog verder van ons verwijderd zijn dan de ultracompacte stelsels. Deze in dichte wolken van stof gehulde stelsels, die alleen op submillimetergolflengten goed waarneembaar zijn, worden gekenmerkt door een intense stervormingsactiviteit en moeten dus over grote voorraden waterstof- en heliumgas beschikken.

Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat deze zogeheten SMG-stelsels zeer waarschijnlijk de voorlopers zijn van de iets latere ultracompacte stelsels. Wanneer zulke objecten met elkaar in botsing komen, wordt al het aanwezige gas naar het centrum van het gefuseerde stelsel gedreven, waardoor een explosieve geboortegolf van sterren op gang komt. Hierdoor worden er in het hart van het stelsel zo snel nieuwe sterren geboren, dat zijn gasvoorraad snel uitgeput raakt. De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het astronomische tijdschrift Astrophysical Journal. (ee)