Ruimtetelescoop Gaia levert de meest gedetailleerde catalogus van 1,8 miljard sterren in ons melkwegstelsel.

Sterrenkundigen storten zich gretig op de nieuwste sterrendatabase van ruimtetelescoop Gaia die deze week is vrijgegeven. Met de gedetailleerde data van maar liefst 1,8 miljard sterren krijgen astronomen het melkwegstelsel steeds scherper in beeld. Zo komen we meer te weten over verleden en toekomst van onze directe omgeving in het heelal. Nederlandse onderzoekers die meewerkten aan het geschikt maken van de informatie voor de wetenschap, mochten zelf als eersten de gegevens analyseren. Een paar veelbelovende vondsten lichten we voor je uit.

Lees ook:

• Melkweg heeft ooit groot sterrenstelsel opgeslokt
• Fossiel sterrenstelsel middenin Melkweg ontdekt
• Europese telescoop schiet prachtige zonnekiekjes

Gaia kijkt naar buiten

De Europese ruimtesatelliet Gaia doet sinds 2013 zijn observaties vanaf een stabiele positie op 1,5 miljoen kilometer achter de aarde, waarbij onze planeet tussen Gaia en de zon staat. Daar heeft de telescoop geen last van het zwaartekrachtsveld tussen de aarde en de zon. Zijn blik is van de zon afgewend, ideaal voor ongehinderd zicht op de Melkweg waar ons zonnestelsel zich door beweegt. Gaia meet hoe de sterren in de loop van de tijd van positie veranderen, en daarmee hun snelheid en afstand tot de aarde. 

1) Sterrencatalogus 

In de nieuwste sterrencatalogus staan 1,8 miljard sterren met hun positie, snelheid en helderheid beschreven. Dat maakt bijvoorbeeld dubbelsterren (twee sterren die om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien) makkelijker te herkennen doordat ze dezelfde kant op bewegen. Ook kunnen astronomen sterren identificeren die tegelijk geboren zijn in een cluster.

Van tachtig procent van al die sterren weten we inmiddels ook hun kleur en daarmee hun temperatuur en chemische samenstelling. Gaia meet de veranderingen in helderheid van sterren in de loop van de tijd. Daaraan kun je zien hoe snel ze naar de zon toe, of ervanaf, bewegen.

Alle 303.000 sterren binnen 325 lichtjaar – circa 3.076.866.000.000.000 kilometer – van de aarde zijn heel gedetailleerd in kaart gebracht. Met die gegevens hebben astronomen software ontwikkeld waarmee je een driedimensionale ‘reis’ door de Melkweg kunt maken.  

2) Zonnestelsel versnelt

Met de gegevens van Gaia kunnen astronomen nu voor het eerst de versnelling van ons zonnestelsel in zijn baan door het melkwegstelsel meten. Dat zit zo. De afstand tot de sterren is zo groot dat je ze vanaf de aarde niet ziet bewegen. Maar doordat we om de zon draaien, verandert de richting waarin je een ster ziet, wel. Dat verschijnsel heet aberratie. Aan de hand daarvan kun je bijvoorbeeld de snelheid meten waarmee de aarde om de zon draait (30 kilometer per seconde ofwel 108.000 kilometer per uur). 

Hoe de zon zelf in zijn baan om het melkwegcentrum beweegt, meten sterrenkundigen op dezelfde manier. Ze gebruiken hiervoor de schijnbare bewegingen van quasars (heldere kernen van ver verwijderde sterrenstelsels) die vele miljarden lichtjaren van ons af staan. Ze vergelijken die met de gegevens van de 303.000 ‘nabije’ sterren binnen 325 lichtjaar van de aarde. 

Wat blijkt: het zonnestelsel versnelt een heel klein beetje in haar baan door de Melkweg. Het draait rondjes om de kern van het melkwegstelsel met een snelheid van ongeveer 230 kilometer per seconde en versnelt met 7 millimeter per seconde per jaar, in de richting van het centrum van de Melkweg. Dat bevestigt wat eerdere theorieën al voorspelden.

3) Opschudding in het verleden

Gaia kijkt niet naar het centrum van de Melkweg maar precies de andere kant op. Zo observeert de telescoop hoe sterren in het melkwegstelsel door de ruimte bewegen. Aan de buitenste randen van het melkwegstelsel zijn resten van oude verstoringen lang zichtbaar, wat ons iets leert over het verleden. Zo ontdekten astronomen van de Rijksuniversiteit Groningen al een aantal jaar geleden restanten van een fossiel sterrenstelsel dat na een botsing de Melkweg enorm opschudde. Eduardo Balbinot van de universiteit kan nu laten zien dat de schijf van de Melkweg zo’n 10 miljard jaar geleden veel kleiner was dan nu.

4) Dansende Magelhaense Wolken

De twee grootste sterrenstelsels in de buurt van de Melkweg, de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, blijken sterren uit te wisselen. Amina Helmi van de Rijksuniversiteit Groningen ontdekte dat een stroom jonge sterren via een soort brug van de kleine naar de grote wolk bewoog. “We kunnen nu de snelheden en de positie van de sterren in de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk nauwkeurig bepalen. Daardoor kunnen we afleiden dat ze eerst naar elkaar toe bewogen en daarna weer van elkaar af. Tijdens die ‘dans’ pikten ze sterren van elkaar.” 

Toekomst

Twee keer eerder werden gegevens van Gaia gepubliceerd, gisteren is een gedeelte van de derde dataset vrijgegeven. Anthony Brown van de Universiteit Leiden is hoofd van het Europese consortium dat de gegevens klaarmaakt voor de database. Hij legt uit waarom ze nu al het eerste deel van de nieuwste database vrijgeven: “Het is zonde om de sterrenkundigen te laten wachten op deze schat aan informatie.” Wat zij allemaal ontdekken zal al snel blijken, denkt hij: “De eerste analyses kunnen er al met een paar uur zijn.” In 2022 volgt het tweede deel. Daarna heeft Gaia nog genoeg brandstof tot 2025.

Bronnen: NOVA, Royal Astronomical Society via Eurekalert!, ESA

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!