Astronomen ontdekken "verrassend gelijkaardige", maar stokoude dubbelganger van onze Melkweg

Onze Melkweg heeft een weer een tweelingbroertje of -zusje bij. Het gaat om het sterrenstelsel SPT0418-47 dat zich met de ALMA-radiotelescoop in Chili liet verschalken. Opvallend is dat de ontdekking zich opvallend ver van ons bevindt, maar toch nog heel ordelijk oogt. Zijn licht heeft er meer dan 12 miljard lichtjaar over gedaan om ons te bereiken. We zien dus nu 'foto's' van toen het nog maar pas 1,4 miljard jaar oud was.

Verste dubbelganger tot nu toe

Hoewel het geen spiraalarmen lijkt te hebben, heeft SPT0418-47 minstens twee kenmerken die karakteristiek zijn voor onze Melkweg: een roterende schijf en een centrale verdikking of 'bulge', een grote groep sterren die zich rond het centrum van het stelsel hebben verzameld. Het is voor het eerst dat zo'n bulge zo vroeg in de geschiedenis van het heelal is waargenomen, beklemtoont de ESO waarvan België stichtend lid is. Het maakt SPT0418-47 tot de verste dubbelganger van de Melkweg.

"De grote verrassing was dat dit stelsel, anders dan op grond van modelberekeningen en eerdere, minder nauwkeurige waarnemingen was verwacht, nogal veel op nabije sterrenstelsels lijkt", zegt Filippo Fraternali van de Rijksuniversiteit Groningen. De jonge sterrenstelsels in het vroege heelal waren nog niet volgroeid. Daarom verwachtten astronomen dat ze chaotisch zouden zijn en niet de onmiskenbare structuren zouden vertonen die kenmerkend zijn voor volwassen stelsels zoals de Melkweg.

Nieuwe inzichten op verleden

Het onderzoek van verre sterrenstelsels zoals SPT0418-47 is volgens de ESO essentieel voor ons begrip van hoe sterrenstelsels zijn ontstaan en zich hebben ontwikkeld. Het levert nieuwe inzichten op over het verleden van ons heelal.

Dit sterrenstelsel is zo ver weg dat we het zien toen het heelal nog maar 10% van zijn huidige leeftijd had. Zijn licht heeft er namelijk 12 miljard jaar over gedaan om de Aarde te bereiken. Door dit stelsel te bestuderen, gaan we terug naar een tijd dat de ontwikkeling van deze babystelsels nog maar net op gang was gekomen.

Ander sterrenstelsel als vergrootglas

Omdat deze sterrenstelsels zo ver weg zijn, zijn gedetailleerde waarnemingen met zelfs de krachtigste telescopen bijna onmogelijk: de stelsels vertonen zich normaal gesproken als kleine, zwakke vlekjes. Het team kon dit obstakel overwinnen door gebruik te maken van een nabij sterrenstelsel dat als een krachtig vergrootglas fungeert - een verschijnsel dat het zwaartekrachtlenseffect wordt genoemd. Bij dit effect wordt het licht van het verre stelsel vervormd en afgebogen door de zwaartekrachtsaantrekking van het lensstelsel.

Met hulp van dit 'lensstelsel' kon ALMA ongekend gedetailleerd in het verre verleden kijken. Daardoor ziet het verre stelsel er veel groter uit en lijkt het misvormd. In dit geval vertoont SPT0418-47zich als een bijna volmaakte ring van licht rond het lensstelsel. Dat komt doordat de twee stelsels bijna precies op één lijn staan. Het onderzoek stond onder leiding van Francesca Rizzovan van het Max-Planck-Institut für Astrophysik in Duitsland. De resultaten staan in het jongste nummer van het vakblad Nature.