Obesitas in heelal: aantal sterren met overgewicht veel groter dan gedacht
© NASA, ESA, F. Paresce (INAF-IASF

Obesitas in heelal: aantal sterren met overgewicht veel groter dan gedacht

Het aantal sterren in het heelal met 'overgewicht' is veel groter dan gedacht. Het gaat om sterren die dertig tot tweehonderd keer zo zwaar zijn als de zon. Die blijken 30 procent talrijker te zijn dan algemeen wordt aangenomen. En omdat de zwaarste sterren hun leven eindigen als zwart gat, moet ook het aantal zwarte gaten in het heelal aanzienlijk groter zijn dan gedacht.

Zware sterren zijn zeldzamer dan lichtere exemplaren zoals de zon. Maar ze hebben een grote invloed op hun omgeving; daarom is het nieuwe resultaat, dat Science deze week publiceert, van belang. 'Extreem zware sterren spelen een doorslaggevende rol in de evolutie van sterrenstelsels', zegt astronoom Selma de Mink van de Universiteit van Amsterdam.

Met hun energierijke straling verhitten de zwaargewichten bijvoorbeeld het gas in een sterrenstelsel, wat invloed heeft op de geboorte van nieuwe sterren. En de supernova-explosies waarmee ze hun korte leven beëindigen, blazen veel van dat gas het stelsel uit. Ook kort na de oerknal waren het vooral de zwaarste sterren die de dienst uitmaakten, aldus De Minks Amsterdamse collega Alex de Koter.

Samen met een groot internationaal onderzoeksteam bestudeerden De Mink en De Koter de Tarantulanevel, een reusachtige wolk van gas en stof op 180 duizend lichtjaar afstand van de aarde. Zo'n tien miljoen jaar geleden zijn in die 'kosmische kraamkamer' vele tienduizenden nieuwe sterren geboren. Van honderden individuele zware sterren is nu het licht heel gedetailleerd opgemeten en onderzocht.

30 procent meer zware sterren, 70 procent meer supernova-explosies en bijna drie keer zoveel zwarte gaten

De eigenlijke waarnemingen, met de Europese Very Large Telescope in Chili, zijn jaren geleden al gedaan. De Amsterdammers hielden zich vooral bezig met de analyse van alle metingen. 'Dat was echt hard werken,' zegt De Mink. 'Er moesten bijvoorbeeld nieuwe computermodellen ontwikkeld worden.' Zulke modellen zijn nodig om uit het waargenomen sterlicht informatie af te kunnen leiden over de precieze massa.

In totaal is er acht jaar gewerkt aan het nieuwe resultaat. Omdat de steekproef zo groot was, zijn de conclusies veel betrouwbaarder dan die van eerdere studies: 30 procent meer zware sterren, 70 procent meer supernova-explosies en bijna drie keer zoveel zwarte gaten.

De zwaarste ster die in de Tarantulanevel is aangetroffen, was bij zijn geboorte ongeveer tweehonderd keer zo zwaar als de zon. 'Hoe zulke zware sterren ontstaan is nog steeds niet helemaal duidelijk', zegt De Koter. 'Lange tijd is aangenomen dat sterren bij hun geboorte niet veel zwaarder kunnen zijn dan honderd zonsmassa's, maar dat klopt dus niet.'

Buurstelsel

De Tarantulanevel maakt deel uit van de Grote Magelhaense Wolk, een klein buurstelsel van ons eigen Melkwegstelsel dat verhoudingsgewijs weinig elementen zwaarder dan waterstof en helium bevat. Dat geringe gehalte aan zware elementen speelt vermoedelijk een rol bij de geboorte van extreem zware sterren. In de toekomst hopen de sterrenkundigen vergelijkbare metingen te kunnen doen in de Kleine Magelhaense Wolk, die nog minder zware elementen bevat.

Emeritus hoogleraar Kees de Jager, die in de jaren zeventig het onderzoek aan extreem zware sterren internationaal op de kaart zette, reageert enthousiast op de nieuwe publicatie. 'Een mooi stukje werk', zegt hij, 'en een belangrijke stap vooruit. 'Nu nog antwoord op de vraag waarom er zoveel extreem zware sterren ontstaan en waarom juist in de Magelhaense Wolken, met minder zware elementen dan ons eigen Melkwegstelsel.'