Astronomen hebben duizenden voorheen onbekende sterrenstelsels ontdekt die ongebruikelijke ‘polaire structuren’ vertonen – in wezen sterren- of stoffige formaties die zich loodrecht uitstrekken vanaf de belangrijkste galactische schijf en lijken op hoepelrokken uit het Victoriaanse tijdperk. Deze bevinding, gebaseerd op gegevens van het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) en de Euclid-ruimtetelescoop, vergroot de bekende populatie van deze sterrenstelsels dramatisch en biedt nieuwe wegen voor het bestuderen van galactische vorming en evolutie.
Ontdekking en omvang van het fenomeen
Tientallen jaren lang hebben astronomen deze bijzondere sterrenstelsels waargenomen, maar hun zeldzaamheid beperkte gedetailleerd onderzoek. Vanaf 2024 waren er slechts een paar honderd sterrenstelsels met een polaire structuur gecatalogiseerd. De recente analyse van DESI-gegevens heeft echter grofweg 3.000 potentiële nieuwe kandidaten geïdentificeerd, waardoor het bekende aantal met een orde van grootte is toegenomen.
Onderzoekers schatten nu dat ongeveer 2% van alle massieve sterrenstelsels in het nabije heelal deze structuren bezitten. Dit betekent dat ze veel vaker voorkomen dan eerder werd gedacht. De nieuw waargenomen sterrenstelsels overspannen enorme kosmische afstanden, waarbij het licht van het verst de aarde bereikt na een reis van 7,8 miljard jaar. De gegevens van de Euclides-telescoop breiden het monster verder uit tot meer dan 11 miljard jaar geleden, waardoor wetenschappers kunnen bestuderen hoe deze structuren in de kosmische tijd evolueren.
Wat veroorzaakt deze “hoepelrokken”?
Het bestaan van polaire structuren is niet toevallig. Sterrenstelsels zonder externe interferentie roteren van nature in één enkel vlak vanwege het behoud van impulsmoment. Polaire structuren duiden op een botsing of fusie in het verleden met een ander sterrenstelsel, waarbij materiaal in een baan loodrecht op de oorspronkelijke schijf werd gedwongen.
Deze structuren nemen verschillende vormen aan: sommige zijn stromen van sterren, andere lijken op halo’s of uitstulpingen. Hoe dan ook, ze wijzen allemaal op een gewelddadige kosmische geschiedenis. De structuren zijn het gevolg van een ander sterrenstelsel dat het oorspronkelijke systeem ontwricht, waardoor sterren en gas in niet-standaard banen worden gedwongen.
Waarom dit belangrijk is
Melkwegstelsels met een polaire structuur dienen als een waardevol laboratorium voor het bestuderen van de evolutie van sterrenstelsels. Hoewel niet alle sterrenstelsels deze formaties vertonen, ondergaan vele ervan fusies of aanwas. Door deze subset van sterrenstelsels met duidelijk structureel bewijs van botsingen te bestuderen, kunnen astronomen bredere inzichten verwerven in de manier waarop sterrenstelsels in de loop van miljarden jaren groeien en veranderen.
‘Niet elk sterrenstelsel zal een polaire structuur hebben’, legt astronoom Jacob Guerrette uit, ‘maar veel sterrenstelsels zullen aanwas of fusies hebben ondergaan, dus we kunnen die in het algemeen beter bestuderen via deze kleinere subset van sterrenstelsels met een polaire structuur.’
De Melkweg zelf vertoont mogelijk ook zwakke polaire structuren, hoewel het bevestigen hiervan een uitdaging blijft. De overvloed aan deze structuren suggereert dat galactische botsingen vaker voorkomen dan eerder werd aangenomen, waardoor het universum een nieuwe vorm krijgt op manieren die we nog maar net beginnen te begrijpen.
Deze ontdekking benadrukt de dynamische en vaak chaotische aard van de galactische evolutie en biedt astronomen een nieuw instrument om de mysteries van de kosmische geschiedenis te ontrafelen.
