Vijf van de elf meest afgelegen sterren in onze Melkweg blijken eigenlijk thuis te horen in een ander sterrenstelsel.

Dat schrijven onderzoekers in het blad The Astrophysical Journal. De vijf sterren – die zo’n 300.000 lichtjaar van de aarde verwijderd zijn – zouden oorspronkelijk aan het Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy (kortweg Sgr dSph) hebben toebehoord.

Trekken
Het Sgr dSph is één van de tientallen kleine sterrenstelsels die de Melkweg omringen. Het sterrenstelsel is onze Melkweg – in de lange geschiedenis van het universum – al meerdere malen gepasseerd. En elke keer wanneer dat gebeurde, trok de Melkweg aan het sterrenstelsel waardoor het steeds verder uit elkaar werd gerukt.

Een simulatie van de bewegingen van Sgr dSph over een periode van acht miljard jaar. Ook het hart van de Melkweg (GC) is aangeduid. De blauwe deeltjes staan voor donkere materie. De rode deeltjes voor sterren.

Afbeelding: Marion Dierickx / CfA.

Stromen
Onderzoekers hebben nu – met behulp van computermodellen – de bewegingen van Sgr dSph in kaart gebracht. Zo gingen ze na hoe het sterrenstelsel zich de afgelopen acht miljard jaar ontwikkeld heeft. Uit het onderzoek blijkt dat Sgr dSph aan het begin van de simulatie een massa had die ongeveer 10 miljard keer groter was dan de massa van de zon. Maar door de tijd heen verloor het sterrenstelsel ongeveer een derde van zijn sterren en maar liefst 90 procent van zijn donkere materie. Het resulteerde – volgens de simulaties – in drie goed van elkaar te onderscheiden stromen sterren die zich uitstrekken tot aan de rand van de Melkweg. En zeker vijf van de elf meest afgelegen sterren die ons in de Melkweg bekend zijn, blijken deel uit te maken van één van deze stromen. De simulaties tonen namelijk aan dat de vijf sterren posities en snelheden hebben die overeenkomen met de positie en snelheden die je van Sgr dSph gestolen sterren zou verwachten. De andere zes sterren lijken niet afkomstig te zijn van Sgr dSph en zijn waarschijnlijk van een ander dwergsterrenstelsel gestolen, zo vermoeden de onderzoekers.

In dit door de computer gemaakte plaatje zie je een rood ovaal. Het staat symbool voor de schijf van de Melkweg. De rode stip geeft de locatie van Sgr dSph aan. De gele cirkels staan voor sterren die van Sgr dSph weg zijn gerukt en door de ruimte zijn geslingerd. Vijf van de elf meest afgelegen sterren die ons in de Melkweg bekend zijn, zouden op deze manier van Sgr dSph zijn ontvreemd.

Afbeelding: Marion Dierickx / CfA.

Eén van de van Sgr dSph afkomstige stromen sterren is tijdens de Sloan Digital Sky Survey al in kaart gebracht. Maar de simulaties suggereren nu dat de stroom veel groter is dan dit onderzoek ons liet geloven. Met nieuwe, betere telescopen zouden we in staat moeten zijn ook de minst heldere sterren in de stroom te detecteren en zo de ware omvang ervan vast te stellen. “Meer uitlopers van Sgr dSph wachten om ontdekt te worden,” verwacht onderzoeker Marion Dierickx. “De stromen die tot op heden in kaart zijn gebracht, zijn beekjes in vergelijking met de gigantische rivieren die we naar verwachting uiteindelijk gaan waarnemen.”

Het supermassieve zwarte gat in het centrum van de Melkweg spuugt af en toe reusachtige ballen de ruimte in. Deze braakballen vliegen met een snelheid van 10.000 kilometer per seconde bij het zwarte gat vandaan.

Het centrale zwarte gat van de Melkweg trekt met zijn zwaartekracht veel sterren naar zich toe. Wanneer een ster te dichtbij komt, wordt deze uit elkaar getrokken en ontstaat er een lange sliert gas. Uit nieuw onderzoek blijkt dat het gas weer kan samenklonteren en dat hierdoor bizarre objecten ter grootte van een planeet ontstaan, die door het zwarte gat worden weggeworpen.

“Uit de lange gasstroom van één ster kunnen honderden gasballen ontstaan”, schrijft student Eden Girma van de Harvard-universiteit. “We vroegen ons af: waar blijven deze ballen? En kunnen ze wellicht in de buurt van de aarde komen? Dankzij een computerberekening weten we het nu.”

In de buurt van de aarde
Uit de berekeningen van Girma blijkt dat sommige van deze braakballen minder dan een paar honderd lichtjaar van de aarde verwijderd zijn. Deze gasballen zijn zwaarder dan de planeet Neptunus en kunnen zelfs een paar keer zwaarder dan Jupiter zijn. De gasballen gloeien waarschijnlijk heel licht, al zijn ze niet te vinden met hedendaagse telescopen. Wellicht dat het de James Webb-ruimtetelescoop of de Larger Synoptic Survey-telescoop wel lukt om enkele braakballen te spotten.

Gasbollen zijn geen planeten
Overigens zijn de objecten geen planeten. Een planeet heeft al snel miljoenen jaren nodig om te ontstaan, terwijl deze gasballen in een jaar tijd ontstaan. Ze worden gevormd uit verschillende delen van de vroegere ster, waardoor ook de samenstelling van deze bollen varieert.

Hoe snel verdwijnen ze?
De overgrote meerderheid van de gasballen – zo’n 95 procent – zien we nooit meer terug. Op hoge snelheid verlaten ze de Melkweg. We hebben hier even zitten rekenen. Licht legt zo’n 300.000 kilometer per seconde af. Dit betekent dat de braakballen dertig keer langzamer reizen dan licht. De Melkweg heeft een lengte van 100.000 lichtjaar, wat betekent dat een braakbal binnen 1,5 miljoen jaar (= 50.000 lichtjaar * 30) ons sterrenstelsel verlaat. Stel dat zo’n bal richting het Andromedastelsel gaat, dat 2,5 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is, dan duurt deze reis zo’n 75 miljoen jaar. Kosmisch gezien is dat een korte tijd. Zo is onze planeet al 4,5 miljard jaar oud.

Eén op de duizend solitaire planeten is een braakbal
Stel, we vinden ooit een solitaire planeet (oftewel een planeet zonder moederster), dan is de kans volgens Girma een op de duizend dat het een kosmische braakbal van ons centrale zwarte gat is.

Ruimtesonde Cassini heeft een prachtige foto gemaakt van de maan die akelig veel lijkt op de Death Star uit Star Wars.

De bijnaam ‘Death Star’ heeft Mimas natuurlijk te danken aan de enorme krater die het maantje rijk is. De krater is ongeveer 139 kilometer breed en pronkt op een maantje dat slechts 396 kilometer breed is.

Mimas. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute.

De krater – die vernoemd is naar zijn ontdekker: William Herschel – draagt de naam Herschel-krater. In het hart van de krater bevindt zich een berg. Deze is bijna net zo hoog als de Mount Everest. Op de foto van Cassini komt die berg – net als de omringende kraterwanden – prachtig uit de verf, omdat ze een schaduw werpen op hun omgeving. Cassini maakte de foto vorig jaar en was toen zo’n 185.000 kilometer van de maan verwijderd.

Ruimtesonde Cassini bestudeert Saturnus en zijn manen al een tijdje. Daar komt later dit jaar echter – helaas – verandering in. Dan komt de Cassini-missie met een geplande duik in de atmosfeer van de gasreus tot een einde. Maar zover is het nog niet: de komende maanden mogen we nog spectaculaire beelden van de ruimtesonde verwachten. Zo bestudeert deze momenteel de buitenste randen van Saturnus’ grote ringen (het leverde eerder al dit prachtige kiekje van maan Pandora op) en zal deze later dit jaar in de ruimte tussen Saturnus en zijn ringen gaan duiken.

{ https://www.scientias.nl/ }

Wij bestaan uit ‘sterrenstof’, dus het is niet gek dat de elementen van leven te vinden zijn in andere sterren. Wetenschappers hebben een kaart gemaakt van de verdeling van de elementen van leven in ons melkwegstelsel.

“Voor het eerst kunnen we nu zien hoe deze elementen verdeeld zijn”, vertelt astronoom Sten Hasselquist van de staatsuniversiteit van New Mexico. “Het gaat hier om de atomen die 97% van de massa van het menselijk lichaam vormen.” De zes meest voorkomende elementen van leven op aarde zijn koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, zwavel en fosfor. Ons lichaam is voor meer dan 97% uit deze elementen opgebouwd. Ieder element heeft een belangrijke rol. Zo is zuurstof belangrijk voor onze longen, terwijl fosfor onmisbaar is voor onze botten.

Deze mooie illustratie laat goed zien welke elementen op welke plekken in ons lichaam cruciaal zijn. Overigens vertekent de afbeelding wel, want de zes elementen kom je overal in jouw lichaam tegen.

Meer dan 150.000 sterren
Van meer dan 150.000 sterren uit de database van de Sloan Digital Sky Survey is de verdeling van deze zes belangrijke elementen, plus een aantal andere elementen in kaart gebracht. Dankzij een techniek die spectoscropie heet kunnen astronomen het sterrenlicht opsplitsen en het spectrum bestuderen. Op die manier is te achterhalen welke elementen een ster heeft en om welke hoeveelheden het gaat.

Oudere ster = meer zware elementen
De sterren in het binnenste deel van ons melkwegstelsel huisvesten meer zware elementen dan de sterren die verder van het centrum zijn verwijderd. Dit is te verklaren. De sterren in het binnenste deel zijn ouder. Wanneer een ster geboren wordt en start met stralen, dan bestaat deze doorgaans uit lichte elementen. Door middel van kernfusie worden lichte elementen omgezet in zwaardere elementen. Oudere sterren hebben dus simpelweg meer tijd gehad om lichte elementen om te zetten in zwaardere elementen en bevatten dus gemiddeld meer zwaardere elementen dan jonge sterren.

Oké, en buitenaards leven dan?
Hoewel mensen voor 65% uit zuurstof bestaan, is zuurstof verantwoordelijk voor minder dan één procent van het totale gewicht van alle elementen in de ruimte. Betekent dit dat wanneer een ster te weinig zuurstof heeft, dat er dan geen leven mogelijk is? Nee, eigenlijk kunnen wetenschappers hier niets over zeggen. Leven kan er op andere plekken in het heelal heel anders uitzien. Koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, zwavel en fosfor zijn voor aards leven enorm belangrijk, maar op een verre exoplaneet zijn de kaarten mogelijk anders geschud.

Toevallig schreef Scientias.nl-auteur Bas Cartigny hier onlangs een mooi artikel over: hoe zien buitenaardse wezens eruit? Als er buitenaards leven is, dan zijn het niet per definitie groene mannetjes met zwarte oogjes.

De inmiddels wereldberoemde ster KIC 8462852 blijft de gemoederen bezighouden. Astronomen hebben een mogelijke verklaring voor het vreemde gedrag van deze ster gevonden: de ster at een planeet op.

Ken je het verhaal van KIC 8462852 – met de bijnaam Tabby’s ster – nog niet? In oktober 2015 richtte de Kepler-telescoop zijn ogen op de ster in de hoop een dipje in de lichtcurve van de ster te spotten. En jawel, de lichtcurve van Tabby’s ster vertoont ‘dipjes’, maar die zijn onregelmatig. Zo zagen onderzoekers de helderheid tussen dag 788 en 795 met vijftien procent afnemen. En tussen dag 1510 en 1570 nam de helderheid zelfs met 22 procent af. Dat laatste is abnormaal: wanneer een exoplaneet voor een ster langs beweegt, houdt deze maar een fractie van het licht van de ster tegen.

Buitenaards leven?
Het afgelopen jaar zijn er allerlei verklaringen geopperd. De meest bijzondere verklaring is dat buitenaardse wezens een megastructuur om de ster hebben gebouwd. Mogelijk een zogenoemde Dyson-bol: een bol die bestaat uit een systeem van satellieten die de energie van een ster opvangen. Zo’n bol houdt een deel van het licht van de ster tegen en zou de vreemde dipjes in de lichtcurve kunnen verklaren. Toch zijn de meeste wetenschappers het er over eens dat dit zeer onwaarschijnlijk is. Er moet een andere plausibele verklaring zijn.

Sterren lusten wel een planeetje. Zo zal onze zon over een paar miljard jaar Mercurius, Venus en mogelijk ook de aarde absorberen. Wees dus blij dat er wordt geïnvesteerd in ruimtevaart, want ooit is dat onze redding.

Planeet op het menu
Wetenschappers van de Columbia Universiteit in New York hebben nu een mogelijke verklaring gevonden. Volgens Brian Metzger en zijn collega’s heeft KIC 8462852 een exoplaneet verorberd. Dit verklaart tevens waarom Tabby’s ster in de periode van 1890 tot 1989 veertien procent in helderheid is afgenomen.

Even dimmen
Als Tabby’s ster een planeet heeft opgegeten, dan zou de ster eerst helder worden en daarna langzaam dimmen. Des te groter de planeet, des te langer de afname in helderheid duurt. Afhankelijk van de grootte van de planeet heeft deze gebeurtenis 200 tot 10.000 jaar geleden plaatsgevonden.

Stofwolk
Tijdens het vernietigingsproces is de planeet mogelijk uit elkaar gescheurd en zijn eventuele manen weggeslingerd. Hierdoor is er waarschijnlijk een stofwolk rondom de ster ontstaan. Iedere keer als brokstukken tussen de aarde en Tabby’s ster zweven, wordt een deel van het licht van deze ster geblokkeerd. Dit zou de dipjes in de lichtcurve verklaren.

Tabby, we houden je in de gaten
Is deze hypothese te testen? Misschien wel. De astronomen hopen in de toekomst opnieuw een dipje in de lichtcurve te spotten en te achterhalen of het planetaire brokstukken zijn. “Zo’n dipje duurt slechts enkele dagen, dus als we er één zien, moeten we snel zijn en iedere telescoop op Tabby’s ster richten”, zegt Metzger.