Onze Melkweg heeft in zijn jeugd een groot sterrenstelsel verorberd waarover astronomen tot nu toe alleen konden speculeren. Dat gebeurde zo’n 12,3 miljard jaar geleden. Astronomen hebben daar nu voor het eerst harde aanwijzingen voor.

Het is niet abnormaal dat sterrenstelsels met elkaar samensmelten na een botsing. In de verre toekomst zal onze Melkweg bijvoorbeeld één worden met onze buurman Andromeda. Ook in het verleden is ons sterrenstelsel op deze manier gegroeid. Tot tien miljard jaar geleden hebben astronomen dit zelfs goed in kaart gebracht.

Maar de jongste jaren van de Melkweg, de eerste paar miljard jaar na de oerknal, zijn minder goed bekend. Het jonge stelsel was toen klein, waardoor het moeilijk is te achterhalen wat het toen allemaal opslokte. De binnenkant van de Melkweg is bovendien chaotisch en sporen raken er snel uitgewist.

Onderzoekers uit verschillende landen hebben nu de handen in elkaar geslagen om toch een poging te wagen. Zij keken niet naar individuele sterren, maar naar bolvormige sterrenhopen. Dat zijn bollen van honderdduizenden sterren die miljarden jaren blijven bestaan. Hun studie verscheen in het vakblad Nature Astronomy.

Sterrenhopen als klok

Bolvormige sterrenhopen zijn nuttig omdat astronomen de leeftijd van het geheel kunnen bepalen. Dat is veel accurater dan het uitdokteren van de leeftijd van één ster. Ook kan gemeten worden hoeveel zware elementen erin zitten. Hoe langer een stelsel al sterren maakte voordat de sterrenhoop ontstond, hoe meer zware stoffen erin terechtkwamen. Zware stoffen ontstaan immers vooral in de kern van zware sterren en worden nadat die als supernova ontploffen verspreid door het sterrenstelsel. De nieuwe stoffen worden ten slotte deel van jongere sterren.
Door de leeftijd van een sterrenhoop te vergelijken met de zware elementen, ontstaan lijnen die uitgelezen kunnen worden. Elke lijn hoort bij een individueel stelsel. In totaal namen de onderzoekers 17 sterrenhopen onder de loep en voegden daar bestaande data van nog eens 22 aan toe.

Wel een kanttekening bij die leeftijden: ze zijn heel precies, maar niet absoluut. Sommige sterrenhopen komen er zelfs ouder uit dan het heelal zelf. Voor dit onderzoek is dat geen probleem, want het draait om de onderlinge verschillen.

Schrijf je in voor de nieuwsbrief! Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week? Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Drie lijnen in plaats van twee

Er kwamen duidelijk drie aparte lijnen naar voren uit de gegevens. De eerste hoort bij de Melkweg zelf. Een tweede is afkomstig van Gaia-Sausage-Enceladus (GSE). Dat is een dwergstelsel dat zo’n tien miljard jaar geleden werd opgeslokt door de Melkweg. Het is wellicht de reden dat ons sterrenstelsel zo’n dikke schijf heeft.

En dan was er dus een derde. Dat bleek uit twaalf sterrenhopen die allemaal relatief dicht bij het centrum van de Melkweg zitten. Uit de vorm van die lijn leidden de onderzoekers af dat een sterrenstelsel van zo’n 500 miljoen sterren ooit op de Melkweg is gebotst. Dat is ruwweg dezelfde orde van grootte als GSE. De impact moet wel groter zijn geweest, omdat de Melkweg toen nog veel kleiner was.

Wanneer deze botsing exact plaatsvond, is moeilijk te bepalen. Wat de onderzoekers wel hard kunnen maken, is dat het zo’n 1,8 miljard jaar voor de botsing met GSE gebeurde. Als schatting van dat moment nemen ze het punt waarop het stelsel stopte met sterrenhopen te maken. Uit eerder onderzoek blijkt dat daar tot anderhalf miljard jaar tussen kan zitten.

De studie sluit niet uit dat er nog meer gelijkaardige stelsels zijn opgepeuzeld. Kleinere exemplaren brachten wellicht geen eigen bolhopen met zich mee. Zelfs als ze dat wel deden, kan het best zijn dat die uit elkaar zijn gerukt. Met deze methode gaan astronomen ze niet meteen vinden.

Wil je niets van Scientias missen? Voeg Scientias toe als voorkeursbron op Google dan zie je al onze verhalen!

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:

!